Безмятежно, как тихий летний день, прошли три года и семь месяцев детства Петра в уютном Кремлевском тереме и на загородном приволье на чистом воздухе в селах Воробьеве, Коломенском и Преображенском. У младенца могло сохраниться воспоминание о пышных выездах царя Алексея, о его походах на богомолье к святыням, о его красивых и занимательных для детского внимания соколиных потехах, на которые брал с собою отец малолетнего царевича. Вдруг стряслась беда. В январе 1676 года царь Алексей Михайлович внезапно занемог и 29 января скончался. Царем стал старший его сын Федор Алексеевич. При дворе должны были произойти перемены. Старшими детьми царя Алексея, их родственниками по матери и приспешниками второй брак царя с Нарышкиной был встречен враждебно. Недружелюбное отношение к молодой мачехе, сдерживаемое при отце, теперь проявилось открыто. Царица-вдова с ее малолетними детьми должна была занять во дворце второстепенное место. Через полгода над ней разразился новый удар. 4-го июля 1676 года ее воспитатель, боярин А. С. Матвеев, «приятель» царя Алексея и его первый министр, ближайший советник царицы после смерти мужа, опора ее и Нарышкиных, был отправлен в ссылку, сначала в почетную в Верхотурье на воеводство, а затем и в заточение в Пустозерск. Выслан был из столицы старший из братьев Натальи Кирилловны – Иван Кириллович. Царица Наталья Кирилловна ведет теперь гораздо более неподвижный образ жизни, чем это было ранее при муже. Весь печальный для нее 1676 год был проведен безвыездно в Москве. Ребенок-царевич, разумеется, не сознавал происшедшего; в его детской продолжаются те же, как и раньше, беззаботные игры, и детская наполняется теми же игрушками.
Неизвестно точно, когда царевича Петра начали обучать грамоте. Наиболее вероятным следует считать предположение, что с конца 1679 года. Неизвестно также, кто начал его обучать. Сохранилось предание, по которому первым учителем царевича был дьяк Никита Моисеевич Зотов. Предание это повествует, как царь Федор Алексеевич обратил внимание царицы Натальи Кирилловны, что царевичу Петру приспело время учиться, как по докладу боярина Федора Прокофьевича Соковнина был призван к этому делу Зотов, как он был представлен царю, проэкзаменован в его присутствии Симеоном Полоцким и найден пригодным к новой обязанности, как затем патриарх отслужил молебен и, благословив отрока, вручил его учителю, и тот посадил его за ученье, разнообразя уроки показыванием «кунштов», т. е. картин, и рассказами из русской истории, к которой мальчик почувствовал интерес и охоту. Но есть основание считать это предание недостоверным. Зотов в 1680–1681 году посылался с дипломатическим поручением в Крым и «учителем» упоминается в документах только с 1683 года.
Царствование Федора Алексеевича продолжалось недолго, всего шесть лет, и 27 апреля 1682 года в 4 часа пополудни он скончался. Три удара в большой соборный колокол возвестили московскому населению об этом событии. Начался печальный обряд прощания с почившим царем. В числе прощавшихся упоминаются члены Боярской думы, придворные чины, столичное и городовое дворянство, а также высший разряд торговых людей – так называемые гости. Поклонившись праху почившего, прощавшиеся подходили к присутствовавшим здесь царевичам Ивану и Петру Алексеевичам и целовали у них руку.