Этот поступок разгневал Софью. Она упрекала Иоакима в том, что он не сделал старшего из братьев Ивана хотя бы соправителем Петра. Реальная власть в государстве перешла в руках Натальи Кирилловны, но в Москве уже начались волнения. Милославские возбуждали народ словами, что Ивана отстранили от власти не по закону. Им удалось привлечь на свою сторону стрельцов, распространив слух, будто Нарышкины хотят извести Ивана. Утром 15 мая с криком, что Иван задушен, стрельцы ворвались в Кремль. Наталья Кирилловна вышла на крыльцо и показала им живых Ивана и Петра, но этим стрельцов не успокоила. На глазах малолетнего Петра они убили Артамона Матвеева и несколько его сторонников, а потом расправились с дядей Петра Иваном Нарышкиным.

Убийство, произошедшее на глазах десятилетнего мальчика, так сильно его потрясло, что эта кровавая сцена навсегда врезались в его память. С тех пор он возненавидел Кремль, стрельцов и все, что олицетворяло для него старую Россию. Теперь в ее истории он видел только смуты и цареубийства.

В результате стрелецкого бунта в стране наступило троевластие. На престоле оказались сразу два царя – Иван и Петр, и для этого даже изготовили специальный двойной трон. А реальная власть перешла к царевне Софье. Наталья Кирилловна оставила Москву и вместе с Петром уединилась в Преображенском, любимом подмосковном селе Алексея Михайловича.

Образование Петра было прекращено и у него появилось много свободного времени. Потом уже в зрелые годы Петру пришлось получать знания, которые приобретают в юности. К примеру, четыре правила арифметики он усвоил только в пятнадцать лет, и долго писал слова слитно, не отделяя их друг от друга, по три-четыре вместе с чудовищными грамматическими ошибками. Но дворцовый переворот имел для него и положительную сторону. Он оторвал Петра от традиционного кремлевского воспитания – от понятий, привычек и преданий, которыми формировалось мировоззрение русских царей, и что отделяло их от реальной жизни общества. В отличие от них, Петр свободно общался со всеми его классами и хорошо знал народ, которым ему затем пришлось руководить.

Вскоре Петр придумал, чем ему заняться. Из спальников, дворовых конюхов, сокольников и кречетников он образовал две потешные роты и затеял с ними военную игру. Позже эти роты пополнились добровольцами из разных сословий и были преобразованы в два батальона по триста человек в каждом. Игра с потешными продолжалась все юные годы Петра. Для этого построили потешный двор, потешную съезжую избу для управления воинской командой, потешную конюшню и завели потешную артиллерию. Так детская игра обратилась в целое учреждение с особым штатом и «потешной» казной.

По мере взросления Петра подрастали его сверстники. Деревянные ружья заменили на настоящие, а два батальона развернули в два полка, названных по месту их дислокации Преображенским и Семеновским. Полки обмундировали по образцу европейских регулярных армий. Царевна Софья не видела в этих играх ничего для себя опасного, считая их ребячеством и сумасбродством. Она даже распорядилась поставлять Петру все необходимое. Но прошло несколько лет и из «потешных» сорванцов образовались два доблестных полка императорской гвардии, ставших верными помощниками Петру во всех его начинаниях.

Сам Петр, когда стал взрослым человеком, рассказал о случае, который поставил его на избранный им путь. Когда ему было четырнадцать лет, князь Долгорукий, отправлявшийся послом во Францию, в разговоре с ним упомянул об инструменте, которым он прежде владел, и которым можно было «брать дистанции». То есть, измерять расстояние до предмета, не приближаясь к нему. Только жаль, посетовал князь, что прибор у него украли. Петр попросил князя купить ему такой же во Франции и на следующий год получил астролябию и готовальню с математическими инструментами. Но к кому бы ни обращался Петр за разъяснениями, никто не мог объяснить ему назначение этих предметов. Только немецкий доктор обещал, что отыщет знающего человека. Вскоре он привел голландца Франца Тиммермана и тот объяснил царю, как пользоваться тем, что привезли ему из Франции. Под руководством Тиммермана Петр стал обучаться арифметике, геометрии, артиллерии и фортификации. Учитель сам был невеликим знатоком. Сохранились ученические тетради, по которым видно, что в вычислениях он допускал ошибки. Но Тиммерману достаточно было дать общие указания, и талантливый ученик доходил своим умом до всего остального. С помощью голландца Петр овладел астролябией, изучил строение крепостей и научился вычислять траекторию полета пушечного ядра.