Самые первые его шаги после коронации были весьма либеральной направленности (если, конечно, не считать расправу с декабристами): из ссылки был возвращён поэт А. С. Пушкин, главным учителем («наставником»^[7]) наследника был назначен В. А. Жуковский, либеральные взгляды которого не могли не быть известны императору. (Впрочем, Жуковский быстро продемонстрировал свои верноподданические чувства. О событиях 14 декабря 1825 г. он писал: "Провидение сохранило Россию <…> По воле Промысла этот день был днем очищения <…> Провидение было со стороны нашего отечества и трона.")

Важнейшим направлением его внутренней политики стала централизация власти. Для осуществления задач политического сыска в июле 1826 года был создан постоянный орган — Третье отделение личной Е. И. В. канцелярии — секретная служба, обладавшая значительными полномочиями, начальник которого (с 1827 года) был шефом жандармов. Третье отделение возглавил А. Х. Бенкендорф, ставший одним из символов эпохи, а по его смерти (1844 год) — А. Ф. Орлов.

12 (24) мая 1829 года в зале сената в варшавском дворце, в присутствии сенаторов, нунциев и депутатов Царства, был коронован как король (царь) Польский. При Николае было подавлено Польское восстание 1830-1831, в ходе которого Николай объявлялся повстанцами лишённым престола (Постановление о детронизации Николая I). После подавления восстания Царство Польское утратило самостоятельность, сейм и армию и было разделено на губернии.

Некоторые авторы именуют Николая I «рыцарем самодержавия»: он твёрдо защищал его устои и пресекал попытки изменить существующий строй — невзирая на революции в Европе. После подавления восстания декабристов развернул в стране масштабные мероприятия по искоренению «революционной заразы». В период правления Николая I возобновились гонения на старообрядчество; были воссоединены с православием униаты Белоруссии и Волыни (1839).

В его царствование проводились заседания комиссий, призванные облегчить положение крепостных крестьян; так был введён запрет ссылать на каторгу крестьян, продавать их поодиночке и без земли, крестьяне получили право выкупаться из продаваемых имений. Была проведена реформа управления государственной деревней и подписан «указ об обязанных крестьянах» ставшие фундаментом отмены крепостного права. Однако эти меры носили запоздалый характер и в освобождение крестьян при жизни императора так и не вылились.

В России появились первые железные дороги (с 1837 года). Существует мнение, что Николай познакомился с паровозами в возрасте 19 лет во время поездки в Англию в 1816 году. Местные специалисты с гордостью показывали великому князю Николаю Павловичу свои успехи в области паровозостроения и строительства железных дорог. Существует утверждение, что будущий император стал первым русским кочегаром — он не смог удержаться, чтобы не попроситься к инженеру Стефенсону на его железную дорогу, подняться на платформу паровоза, бросить в топку несколько лопат угля и прокатиться на этом чуде^[9].

Также существует рассказ о том, что Николай, бывший по полученной профессии инженером, детально изучив технические данные предполагаемых к строительству железных дорог, потребовал уширения российской колеи по сравнению с европейской.