В 1683-1685 гг. из приятелей и добровольцев организуются два полка, поселённые в сёлах Преображенском и соседнем Семеновском. Мало-помалу в Петре развивается интерес к технической стороне военного дела, заставивший его искать новых учителей и новых познаний. «Для математики, фортификации, токарного мастерства и огней артифициальных» является при Петре учитель-иностранец, Франц Тиммерман. Сохранившиеся (от 1688 г .?) учебные тетради Петра свидетельствуют о настойчивых его усилиях усвоить прикладную сторону арифметической, астрономической и артиллерийской премудрости; те же тетради показывают, что основания всей этой премудрости так и остались для Петра тайной. Зато токарное искусство и пиротехника всегда были любимыми занятиями Петра.
Единственным крупным, и неудачным, вмешательством матери в личную жизнь юноши была женитьба его на Е.Ф. Лопухиной 27 января 1689 г ., раньше достижения Петром семнадцати лет. Это была, впрочем, скорее политическая, чем педагогическая мера. Софья женила царя Иоанна тоже тотчас по достижении семнадцати лет; но у него рождались только дочери. Сам выбор невесты для Петра был продуктом партийной борьбы: знатные приверженцы его матери предлагали невесту княжеского рода, но победили Нарышкины, с Т. Стрешневым во главе, и выбрана была дочь мелкопоместного дворянина. Вслед за ней потянулись ко двору многочисленные родственники («более 30 персон», говорит Куракин). Такая масса новых искателей мест, не знавших притом «обращения дворового», вызвала против Лопухиных общее раздражение при дворе; царица Наталья скоро «невестку свою возненавидела и желала больше видеть с мужем её в несогласии, нежели в любви» (Куракин).
Этим, так же как и несходством характеров, объясняется, что «изрядная любовь» Петра к жене «продолжилась разве токмо год», а затем Пётр стал предпочитать семейной жизни — походную, в полковой избе Преображенского полка. Новое занятие — судостроение — отвлекло его ещё дальше; с Яузы он переселился со своими кораблями на Переяславское озеро и весело проводил там время даже зимой.
Участие Петра в государственных делах ограничивалось, во время регентства Софьи, присутствием при торжественных церемониях. По мере того как Пётр подрастал и расширял свои военные забавы, Софья начинала все более тревожиться за свою власть и стала принимать меры для её сохранения. В ночь на 8 августа 1689 г . Пётр был разбужен в Преображенском стрельцами, принёсшими весть о действительной или мнимой опасности со стороны Кремля. Пётр бежал к Троице; его приверженцы распорядились созвать дворянское ополчение, потребовали к себе начальников и депутатов от московских войск и учинили короткую расправу с главными приверженцами Софьи (кн. В.В. Голицын, Сильвестр, Шакловитый). Софья была поселена в монастырь, Иоанн правил лишь номинально; фактически власть перешла к партии Петра. На первых порах, однако, «царское величестве оставил своё правление матери своей, а сам препровождал время своё в забавах экзерциций военных».