Активность Петра сильно тревожила царевну Софью, понимавшую, что с наступлением совершеннолетия сводного брата ей придётся расстаться с властью. Одно время сторонниками царевны вынашивался план коронования, но Патриарх Иоаким был категорически против.
  Походы на крымских татар, осуществлённые в 1687 и 1689 годах фаворитом царевны В. В. Голицыным, были малоуспешны, но преподносились как крупные и щедро вознаграждаемые победы, что вызывало недовольство многих.
   8 июля 1689, в праздник Казанской иконы Богоматери, произошёл первый публичный конфликт между возмужавшим Петром и Правительницею. В тот день, по обычаю, совершался крестный ход из Кремля в Казанский собор. По окончании обедни Пётр подошёл к сестре и объявил, чтобы она не смела идти вместе с мужчинами в процессии. Софья приняла вызов: взяла в руки образ Пресвятой Богородицы и пошла за крестами и хоругвями. Не подготовленный к такому исходу дела, Пётр покинул ход.
   7 августа 1689 году неожиданно для всех произошло решающее событие. В этот день царевна Софья велела начальнику стрельцов Фёдору Шакловитому снарядить побольше своих людей в Кремль, будто бы для сопровождения в Донской монастырь на богомолье. Вместе с тем распространился слух о письме с известием, что царь Пётр ночью решил занять своими «потешными» Кремль, убить царевну, брата царя Ивана и захватить власть. Шакловитый собрал стрелецкие полки, чтобы идти «великим собранием» на Преображенское и побить всех сторонников Петра за их намерение убить царевну Софью. Тогда же послали троих верховых наблюдать, что делается в Преображенском с заданием сразу сообщить, если царь Пётр куда-либо выедет один или с полками.
   Сторонники Петра среди стрельцов послали двух единомышленников в Преображенское. После донесения Пётр с небольшой свитой в тревоге поскакал в Троице-Сергиев монастырь. Следствием пережитых ужасов стрелецких выступлений была болезнь Петра: при сильном волнении у него начинались конвульсивные движения лица. 8 августа в монастырь прибыли обе царицы, Наталья и Евдокия, вслед за ними пришли «потешные» полки с артиллерией. 16 августа от Петра пришла грамота, чтобы от всех полков были присланы в Троице-Сергиев монастырь начальники и по 10 человек рядовых. Царевна Софья настрого запретила исполнять это повеление под страхом смертной казни, а царю Петру отправили грамоту с извещением, что никак нельзя исполнить его просьбу.
   27 августа пришла новая грамота царя Петра — идти всем полкам к Троице. Большая часть войск повиновалось законному царю, и царевне Софье пришлось признать поражение. Она сама отправилась в Троицкий монастырь, но в селе Воздвиженское её встретили посланники Петра с приказом вернуться в Москву. Вскоре Софья была заключена в Новодевичий монастырь под строгий присмотр.
    7 октября был схвачен и потом казнён Фёдор Шакловитый. Старший брат, царь Иван (или Иоанн), встретил Петра в Успенском соборе и фактически отдал ему всю власть. С 1689 года он не принимал участия в правлении, хотя до самой смерти 29 января (8 февраля) 1696 года продолжал быть соцарём. Мало участвовал в правлении поначалу и сам Пётр, предоставив полномочия роду Нарышкиных.