Софья была готова продолжить преобразования Федора Алексеевича. Она заручилась поддержкой князя Василия Голицына — одного из самых образованных людей своего времени.
В 1687 году Софья открыла Славяно-греко-латинскую академию, реализовав планы Федора Алексеевича. Софья, нуждавшаяся в поддержке Церкви, согласилась на преобладание в обучении греческого языка и на контроль Церкви над академией.
Для упрочения власти Софья планировала вести успешную внешнюю политику. В 1686 году был заключен «Вечный мир» с Речью Посполитой. В 1687 и 1689 годах князь Голицын совершил два Крымских похода. Однако они не принесли решительного успеха.
Софья планировала организовать свое венчание на царство, чтобы править наравне с братьями. Однако попытки заручиться поддержкой стрельцов успеха не принесли. В 1689 году Петр I достиг 17 лет и по настоянию матери женился, что автоматически делало его совершеннолетним и лишало Софью должности регентши. Софья решила пойти на крайние меры, организовав покушение на своего брата. Но ее планы окончились неудачей. Петр узнал об этом и укрылся в Троице-Сергиевом монастыре. Придворные, солдаты и чиновники начали массово присягать на верность Петру I. Попытка Софьи встретиться и переговорить с братом завершилась ничем. Перешел на его сторону и патриарх Иоаким. Лишившаяся всех сторонников Софья была отправлена в Новодевичий монастырь.