a Holstein–Gottorp–Romanovok

III. Péter cárt (III. Pjotr Fjodorovics) 1762-ben a saját felesége, Zsófia Friderika anhalt–zerbsti hercegnő megbuktatta, majd ő maga lépett a férje örökébe. A II. Nagy Katalin néven uralkodó asszony alatt Oroszország gazdasági fejlődése folytatódott, európai befolyása megnövekedett, és az egész birodalom hatalmas kulturális változásokon ment keresztül. Ekkor épült például a Márvány Palota, a Kis Ermitázs és a Tavriai Palota. A több, mint harminc évig uralkodó II. Katalin 1796-ban hunyt el, utódja fia, I. Pál (Pavel) lett.

I. Pálról maga az édesanyja terjesztette azt, hogy törvénytelen gyermek, mivel II. Katalin puccsal került a trónra, ráadásul nem is volt orosz származású, s így megerősödni vélte a saját jogát a trónra a fiáéval szemben. Mindazonáltal I. Pál rendkívül büszke volt Romanov őseire, s hogy fiának, illetve fia utódjainak biztosítsa a trónutódlást, valamint saját trónigényét is megerősítse, kikötötte, hogy az orosz trónöröklés a primogenitúra elve alapján történjék a jövőben és az örökös mindig a cár és a cárné elsőszülött fia legyen, s csak akkor kerülhet nő a trónra, ha kihal az elsőszülött ág. Ezzel lefektette a Családi Szabályzat, vagy Családi Törvény alapjait, melyet később fia, I. Alekszandr cár úgy módosított, hogy egy Romanov köteles uralkodócsaládból származó hitvest választani magának, különben a frigyet az egyház nem ismeri el és gyermekeik is elvesztik a trónhoz való jogukat.

I. Sándor uralkodásának legfontosabb eseménye a napóleoni háborúk volt. I. Napóleon francia császár 1812-ben támadta meg Oroszországot, s egészen Moszkváig nyomult előre. A várost a visszavonuló oroszok felgyújtották, és hamarosan a francia császárnak a tél beállta miatt el kellett hagynia az országot. Visszavonulás közben az orosz csapatok a francia hadsereg jó részét megsemmisítették; s a cár ezáltal nagy népszerűségre tett szert.

Mivel két, gyermekként elhalálozott leánya született csak a német származású Jelizaveta Alekszejevna cárnétól, a cár eleinte idősebb öccsét, Konsztantyin Pavlovics nagyherceget tette meg cárevicsnek, ám egy lengyel grófnővel kötött morganatikus házassága miatt Konsztantyin nagyherceg lemondott a trónörökösi rangról, amelyet a cár fiatalabb öccse, Nyikolaj Pavlovics nagyherceg kapott meg.

I. Nyikolaj cár 1825-ben foglalta el az orosz trónt egy kisebb lázadás közepette. A felkelést leverte, majd befejezte a Palota tér építését, mely még bátyja országlása alatt kezdődött meg. 1830-ban felszámolta a lengyel felkelést, 1848-ban az osztrákok oldalán avatkozott bele a magyar szabadságharcba, majd halála előtt, 1853-ban elkezdte a krími háborút, amely végül az oroszok vereségével fejeződött be.

II. Alekszandr cár, I. Nyikolaj fia kitűnő oktatást kapott, s ennek megfelelően reformokkal kezdte meg uralkodását. 1861-ben eltörölték a jobbágyság intézményét, és további oktatási újításokat vezettek be az országban. A cár legidősebb fia, Nyikolaj Alekszandrovics nagyherceg meghalt 1865-ben, ráadásul az uralkodó el akart válni a feleségétől, hogy elvehesse szeretőjét. A válás engedélyezését nem sikerült elérnie, így csak 1880-ban, Marija Alekszandrovna cárné halála után vezethette oltár elé szeretőjét, akitől akkora már több gyermeke is született. A frigy az egyház beleegyezése híján morganatikus volt; Jekatyerina Mihajlovna Dolgorukova hercegnő nem viselhette a cárnéi rangot. A cár életét egy merénylő oltotta ki 1881-ben. Utódja második fia, Alekszandr Alekszandrovics lett.

III. Sándor cár alatt Oroszország gazdasága megerősödött és ipari fejlődés indult el. Ekkor jelent meg a rendőrállam fogalma a kormányzásban, a cenzúra is megszigorodott. Az uralkodó egy vonatbaleset eredményeként fellépő betegség következtében halt meg 1894-ben családja körében nyári palotájában.

II. Miklós cár alapvetően gyenge ember volt, akit miniszterei könnyűszerrel irányíthattak. Az 1904–05-ös orosz–japán háború elvesztése után forradalom robbant ki az országban, amelyet csak 1907-re sikerült elfojtani. II. Miklós ugyanakkor lelkesen támogatta az orosz kultúra ápolását és őrzését, ő maga is sokkal több időt töltött Moszkvában, mint Szentpétervárott. A cári család hitelét és jó hírét aláásta a Raszputyinnal való kapcsolat, akire a cárevics betegsége miatt volt szüksége a cárnak és a cárnénak. A trónörökös ugyanis vérzékeny volt, Raszputyin pedig a saját állítása szerint meg tudta gyógyítani a cárevicset. A vérzékenységet okozó gént a német származású cárné, Alekszandra Fjodorovna örökítette át egyetlen fiára. A cárné német származása egyébként szintén nagyban hozzájárult ahhoz, hogy az első világháború alatt a Romanovok elveszítsék minden népszerűségüket. 1914-ben az ország belefolyt az első világháborúba, ami éhezést és nyomorgást okozott a népnek; ezenfelül rengeteg emberáldozatot követelt. 1917-ben az uralkodó miniszterei és más politikusok nyomására lemondott; a Romanov-ház több mint háromszáz éves uralma véget ért. Az ország államformája rövid időre köztársaság lett, melyet az Ideiglenes Kormány irányított.

Gyakran szoktak két olyan embert is cárnak tekinteni, akiket valójában soha nem koronáztak meg és soha nem uralkodtak. Az egyikük Konsztantyin Pavlovics nagyherceg, I. Alekszandr és I. Nyikolaj fivére, aki azonban nem akart uralkodni és lemondott trónigényéről, bár I. Nyikolaj helyett a lázadók őt szerették volna a trónon látni. A másikuk Mihail Alekszandrovics nagyherceg, II. Nyikolaj öccse, akinek a javára II. Nyikolaj lemondott a trónról. Mihail Alekszandrovics azonban az fenyegetőbb bolsevik fellépés miatt nem fogadta el a koronát.