Павел провел серьезную военную реформу. Он ввел новые воинские уставы, ограничив срок службы рекрутов 25 годами. В армии были введены шинели, которые спасли от гибели и болезней в холодное время года десятки тысяч солдат. За пределами Петербурга было развёрнуто строительство казарм. Были созданы инженерное, фельдъегерское и картографическое подразделения. Огромное внимание уделялось муштре, призванной довести выполнение приемов солдатами до автоматизма, а также строевой подготовке. За малейшие промахи офицеров ожидало разжалование. Солдатам разрешалось жаловаться на злоупотребления своих командиров, в то время – повсеместные.

Одну из главных своих целей император видел в борьбе с европейскими революциями. Опасаясь влияния идей французской революции, Павел в 1800 году запретил ввоз иностранных книг и отправку юношей за границу для получения образования.

В 1798 году Россия вступила в антифранцузскую коалицию с Великобританией, Австрией, Турцией и Королевством Обеих Сицилий. По настоянию австрийцев главнокомандующим объединенными силами коалиции был назначен фельдмаршал Александр Суворов, ранее сосланный Павлом в свое имение за оппозицию военным реформам. Войска под его командованием одержали ряд побед и почти полностью изгнали французов из Италии. Но противоречия с австрийцами, стремившимися единолично контролировать Италию, привели к тому, что уже в октябре 1799 года Павел разорвал союз с Австрией.

Захват 5 сентября 1800 года британским флотом стратегически важно расположенного острова Мальта, который Павел I в качестве Великого магистра Мальтийского ордена считал своей территорией, император воспринял как личное оскорбление. 22 ноября (4 декабря) 1800 года российский император издал указ о наложении секвестра на все английские суда во всех российских портах, а также о приостановлении платежа всем английским купцам впредь до расчета их по долговым обязательствам в России, с запретом продажи английских товаров в империи. Дипломатические отношения с Англией были прерваны. Союзный договор между Россией, Пруссией, Швецией и Данией был оформлен в декабре 1800 года. В отношении Англии была провозглашена политика вооружённого нейтралитета. Началась подготовка к заключению военно-стратегического союза с первым консулом Наполеоном Бонапартом. Павел совместно с Наполеоном стал готовить военный поход на Индию, чтобы «тревожить» английские владения. Одновременно с этим он послал в Среднюю Азию войско Донское (22 500 человек), в задачу которого входило завоевание Хивы и Бухары. Это была чистейшей воды авантюра. Столь большое войско гарантированно погибло бы в среднеазиатских пустынях от голода и жажды, как это неоднократно случалось с русскими экспедициями в Хиву. К счастью, казачий отряд был отозван из астраханских степей сразу после гибели Павла. Если бы Наполеон вместе с Павлом отправился покорять Индию, его армию ждала бы неминуемая гибель задолго до 1812 года.

Утеснение дворянства, конфликт с Англией, где российские дворяне покупали основные предметы роскоши, а также переменчивый характер Павла, который мог приблизить к себе человека, а потом почти тут же отправить его в ссылку, привели к тому, что против императора сложился заговор, в котором участвовали офицеры гвардейских полков, расквартированных в Петербурге. Вдохновителем заговора был вице-канцлер граф Никита Панин, которого Павел сначала приблизил к себе, но в середине ноября 1800 года отстранил от должности главы Коллегии иностранных дел (с назначением в Сенат), а в декабре выслал в его имение Дугино. Но в начале 1891 года Панину было разрешено жить в окрестностях Москвы. Реально же заговор возглавил генерал от кавалерии граф Пётр Пален, военный губернатор Петербурга, которому Павел особенно доверял. В последние месяцы царствования Павла Пален также руководил внешней политикой и был генеральным директором почт. Наследник престола, старший сын Павла Александр, будущий император Александр I, был в курсе заговора, но впоследствии утверждал, что не знал о намерении заговорщиков убить отца. Пален поборол его колебания участвовать или не участвовать в заговоре, добившись от Павла письменного повеления арестовать наследника, и показал его Александру. Дворцовый переворот в монархических странах требует непременного участия в заговоре наследника престола, иначе новый монарх всегда сможет казнить заговорщиков за цареубийство. Накануне цареубийства заговорщиками было выпито много вина, и многие выпили более, чем следует; в конце ужина, как говорят, Пален будто бы сказал: «Помните, господа: чтобы полакомиться яичницей, надо прежде всего разбить яйца!» Это расценили как намек на желательность цареубийства.