Когда верховная власть фактически перешла к Софье, царица Наталья Кирилловна с детьми уехала в село Преображенское. Петру в Преображенское постоянно отправляли барабаны, порох, свинец, протазаны, алебарды, пальники, палаши, шпаги, пищали. Все это нужно было для «потешного» войска Петра, которое возникло следующим образом. Когда Петру исполнилось пять лет, к нему, по обычаю при дворе, из семей придворных назначили несколько человек сверстников в слуги, стольники, спальники, сокольники и кречетники. Под влиянием своей страсти к военным забавам Петр привлек к участию в них этих «комнатных людей», которые и составили отряд так называемых «потешных». Петр охотно принимал в товарищи всех желающих, и скоро его отряд состоял уже из 600 человек, разделенных на два батальона. Обучали солдат иноземцы, еще при Алексее Михайловиче в большом числе поселившиеся в московской Немецкой слободе, в «потешном» войске они занимали офицерские должности.
Военные занятия заставили Петра снова засесть за книги и начать дальнейшее образование, так как знания, полученные от Зотова, не научили его ни обращаться с астролябией, ни определять место падения бомбы. Он с жаром принялся за изучение математических наук.
В селе Измайлове Петр нашел знаменитый ботик, «дедушку русского флота», пробудивший в юном царе любовь к мореплаванию. Страстно увлекшись плаванием, Петр стал редко бывать в Преображенском и почти все время проводил на Переславском озере. Там он строил и спускал суда, ничего не желая знать, кроме математики, военно-морского дела и кораблестроения. Софья была очень довольна такими занятиями брата, так как благодаря им он не вмешивался в ее правление. Наоборот, Наталья Кирилловна была огорчена забавами сына, не соответствовавшими, по ее мнению, его сану. Она решила остепенить Петра женитьбой и нашла ему невесту – дочь окольничего Лариона Лопухина, переименованного в Феодора, – девицу Евдокию. Петр беспрекословно подчинился воле матери, и 27 января 1689 года состоялось его бракосочетание с Евдокией Федоровной Лопухиной. Прожив с женой всего около месяца, Петр опять уехал в любимый Переславль строить корабли: женитьба не могла отвлечь его от страстно любимого дела.
Получив летом 1689 года настойчивые письма от матери и сильно скучавшей жены, Петр приехал для свидания с ними в Москву. Как раз в это время натянутые отношения между дворами Софьи и Натальи Кирилловны обострились до крайней степени. Царица зорко следила за всякой попыткой нелюбимой падчерицы укрепить свое верховное положение. Теперь она показала сыну портрет Софьи в царской порфире, с короной на голове, и стала убеждать его взять управление государством в свои руки. Вскоре произошел описанный выше бунт стрельцов, во время которого Петр сам ясно увидел необходимость отстранить от власти честолюбивую сестру.
Всего через месяц после сентябрьских событий в Москве Петр уехал опять в Переславль и продолжал строить там корабли. Летом 1691 года он заложил в Переславле первый русский военный корабль. При спуске его на воду в 1692 году присутствовали обе царицы и все придворные. В том же году от усиленных трудов и невоздержной жизни Петр так опасно заболел, что чуть было не умер. Но могучая натура Петра превозмогла болезнь. Он выздоровел и вскоре уехал в Архангельск, чтобы увидеть море, которое привело его в восторг. Осенью 1692 года Петр вернулся в Москву.
В январе 1694 года Наталья Кирилловна скончалась. Похоронив и горько оплакав ее, царь стал собираться опять в Архангельск. Прибыв в Архангельск, Петр увидел на воде тот самый корабль, который в прошлый его приезд был только заложен. В августе Петр уже вышел на новом корабле в море и едва не погиб во время бури. Но опасность только развеселила Петра, укрепив в нем любовь к сильным ощущениям.
Приехав в Москву, Петр опять всецело отдался своим сухопутным забавам, которые теперь уже потеряли свой «потешный» характер и имели серьезное военно-учебное значение. В этих забавах Петр создал новое войско, отличавшееся от прежнего не только обмундированием, но и новыми приемами военного искусства.
В своем естественном движении с севера на юг русское государство в течение нескольких столетий должно было бороться с крымскими и ногайскими татарами, грабившими южное окраинное население России. Петр решил осуществить то, что не удалось его предшественникам, и в начале 1695 года объявил поход на Крым.