Алексей не жалел денег на свою стрелецкую гвардию. Царь Федор, занявшись реформой дворянского войска и отменив местничество, жаловал стрельцов не столь щедро, как отец. Стрельцы не скрывали своего недовольства. Милославские использовали династический кризис и волнения стрельцов для расправы со своими политическими противниками. Они распустили слух, будто законный наследник царевич Иван задушен во дворце. 15 мая 1682 г. столичный гарнизон поднял мятеж. Под барабанный бой, с распущенными знаменами стрельцы вошли в Кремль и окружили царский дворец. Мятеж застал Нарышкиных врасплох. Испуганная царица вывела детей на Красное крыльцо, чтобы показать их народу. Но сладить с толпой было невозможно. В течение трех дней стрельцы и чернь чинили расправу над боярами. Среди убитых были дядя Петра И. К.Нарышкин, воспитатель царицы Натальи А. С. Матвеев, многие видные бояре. Подлинному разгрому подвергся круг соратников царя Федора, выступивших с инициативой широких реформ. Дело преобразования русского общества оказалось отложенным на много лет. Воспользовавшись мятежом, Милославские настояли на коронации обоих братьев Ивана и Петра. Стрельцы потребовали от малолетних государей, чтобы те выдали им похвальную грамоту за избиение изменников и присвоили звание «надворной пехоты» (дворцовой гвардии).

Придворные поспешили увезти царей из мятежной Москвы. Управление столицей перешло в руки боярской комиссии во главе с известным воеводой князем Хованским, получившим пост руководителя Стрелецкого приказа. Переворот ободрил сторонников старой веры. Они попытались с помощью стрельцов добиться отмены церковной реформы, проведенной Никоном. Противники реформы выступили с проповедями в стрелецких слободах. Глава Стрелецкого приказа князь И. А. Хованский держался двусмысленно, зато его родня рьяно отстаивала «старую веру». По настоянию стрельцов в Грановитой палате в Кремле патриарх и высшие иерархи церкви провели диспут о правой вере с учителями раскола. На диспуте присутствовали два царя и их сестра Софья. Среди раскольников своим красноречием особенно выделялся Никита Пустосвят. После диспута он, выйдя на площадь, громко объявил о победе над никонианами и призвал народ креститься двумя перстами.

Попытка Хованского управлять столицей с помощью стрелецкого гарнизона и выступление староверов вызвали глубокую тревогу при дворе и в думе. Укрыв малолетних государей в стенах Троице — Сергиева монастыря, власти объявили о сборе ратных людей и окружили столицу дворянскими отрядами. Среди членов семьи Романовых, проявивших испуг и малодушие, не растерялась одна лишь Софья. Двадцатипятилетняя царевна обладала твердым характером и огромным честолюбием. После диспута о вере в Кремле она велела схватить и обезглавить Никиту Пустосвята. В день своих именин 17 сентября 1682 г. Софья вызвала в Троицу Хованского. Боярина захватили в пути и казнили. Решительные и жестокие приказы позволили царевне Софье захватить власть. Она присвоила себе титул «великой государыни». После казни Хованского стрельцы и солдаты в столице принесли повинную правительнице и боярам. Столп (обелиск) с перечнем заслуг «надворной пехоты», установленный на главной столичной площади, был по приказу Софьи разрушен.

Царь Алексей успел дать своим старшим детям неплохое по тем временам образование. Наставником их был Симеон Полоцкий. С ними занимались языками, риторикой и философией. Софья учила латынь вместе с братьями. Петр не получил такого же образования, как старшие царевичи. Он слишком рано лишился отца и рано взошел на трон. Дьяк Никита Зотов успел научить мальчика чтению и письму, но до конца жизни его питомец допускал в письме погрешности. В зрелом возрасте Петр вздыхал: «Ах, если б я в моей молодости был выучен как должно!» Царица Наталья Нарышкина враждовала с Милославскими и не доверяла украинским ученым монахам, близким к Софье.