В ночь на 25 ноября 1741 г. при поддержке гвардейских офицеров Елизавета совершила дворцовый переворот и была провозглашена императрицей. Малолетний император Иоанн был сослан на Север России.
В период царствования Елизаветы была проведена одна из важнейших экономических реформ – отмена внутренних таможен (по указу 20 декабря 1753 г.).
Главным событием внешней политики при Елизавете было участие России в войне (начавшейся в 1756 г.) против Фридриха II Прусского. В 1757 г. русские войска вступили в Пруссию на помощь притесненной Фридрихом Австрии.
В 1759 г. русская армия вместе с австрийскими войсками практически уничтожила прусскую армию.
У императрицы Елизаветы не было детей, поэтому она в 1742 г. назначила наследником престола своего племянника герцога Шлезвиг-Голштинского Карла Петра Ульриха, после чего последний, приняв православие, стал именоваться Петром Федоровичем. Императрица решила женить его на принцессе Ангальт-Цербстской. В 1744 г. состоялась свадьба, и принцесса получила имя Екатерина.
В конце 1761 г. умерла Елизавета, и на престол вступил Петр III. Его период правления был недолгим. При нем был издан манифест об освобождении дворянства от обязательной военной службы. Он вызывал всеобщее недовольство своим преклонением перед недавним врагом России Фридрихом Прусским, введением в гвардии муштры по прусскому образцу.
В пользу Екатерины группой гвардейских офицеров был составлен заговор против Петра III, и в ночь на 28 июня 1762 г. Екатерина в сопровождении офицеров явилась в казармы Измайловского полка, затем оттуда двинулась к казармам Семеновского полка, затем в Казанский собор, где была провозглашена императрицей. После этого процессия двинулась в Зимний дворец, где был составлен манифест о вступлении Елизаветы на престол. Петр III окончательно пал духом, вернулся в Ораниенбаум и подписал акт об отречении от престола (29 июня 1762 г.). А через неделю Петр III был убит приближенными супруги.