С 1709 г. Е. А. сопровождала Петра I в военных походах и различных поездках. Перед отправлением в Прутский поход 6 марта 1711 г. тайно обвенчалась с царем, публичная свадьба состоялась после возвращения, 19 февр. 1712 г. Во время похода, когда рус. войска были окружены, оказала влияние на решение Петра I начать переговоры с турками о перемирии, по легенде, отправила великому везиру свои драгоценности. В память об участии Е. А. в походе Петр I учредил орден Освобождения (впосл. Екатерины святой орден) и 24 нояб. 1714 г. наградил им жену. Е. А. была заботливой супругой и матерью. Отличаясь ровным и веселым характером, успокаивала мужа во время вспышек гнева, делила с ним трудности походной жизни, сама закупала продукты для двора, всегда стремилась сделать приятный сюрприз мужу. В свою очередь Петр I проявлял заботу о «сердешнинком друге». Сохранилось ок. 200 его писем к жене, царь скучал по ней и часто вызывал к себе: «Для Бога, приезжайте скоряй! А ежели за чем невозможно скоро быть, отпишите, понеже не без печали в том, что ни слышу, ни вижу вас».
После венчания у Е. А. появился свой двор, она принимала иностранных послов, встречалась с европ. монархами. В описаниях, оставленных иностранцами, отмечалось, что она безвкусно одевается, ее низкое происхождение бросается в глаза. В этот период царица не принимала участия в управлении гос-вом. В решение политических вопросов не вмешивалась, но нередко заступалась перед царем за Меншикова и др. провинившихся вельмож. Петр I сообщал ей о военных походах и сражениях, но в дела не посвящал. 15 нояб. 1723 г. был издан манифест о предстоявшей коронации Е. А., к-рая «великою помощницею была, и не точию в сем, но и во многих воинских действах, отложа немочь женскую, волею с нами присутствовала и елико возможно вспомогала...». Коронация состоялась 7 мая 1724 г. в Успенском соборе Московского Кремля, Петр I возложил имп. корону на голову коленопреклоненной жены. Считается, что он собирался передать Е. А. преимущественное право на занятие престола после смерти, рассчитывая на поддержку ближайшего окружения. Но в 1724 г. она утратила доверие императора: в нояб. был арестован и казнен управляющий ее канцелярией Виллем Монс, по мнению современников за связь с Е. А. Имя императрицы не упоминалось на следствии, но Петр I повез ее смотреть на казнь, приказал опечатать ее драгоценности и запретил исполнять ее приказания. Е. А. боялась за свое будущее, пыталась вернуть расположение мужа и вымаливала у него прощение.
В янв. 1725 г., во время предсмертной болезни Петра I, к-рый не оставил наследников и не успел составить завещание, в правящей верхушке наметился раскол: одни считали необходимым возвести на престол сына царевича Алексея Петра (впосл. имп. Петр II) при регентше Е. А. и под контролем Сената, другие (Меншиков, гр. П. А. Толстой) - сделать Е. А. самодержавной правительницей. В критический момент императрица раздала деньги гвардейским офицерам и выплатила задержанное жалованье гвардии из собственных средств. Еще 7414 р. из личных средств пошли «на некоторые чрезвычайные расходы» майорам гвардии и др. высшим чинам. В результате 28 янв. того же года, после кончины Петра I, она была возведена на престол.
Е. А. обещала «дела, зачатые трудами императора, с помощью Божией совершить» и пыталась следовать этой программе. Для текущего управления страной 8 февр. 1726 г. указом императрицы был образован Верховный тайный совет, в который вошли Меншиков, Толстой, гр. Г. И. Головкин, гр. Ф. М. Апраксин, барон А. И. Остерман и кн. Д. М. Голицын (на 1-е место выдвинулся Меншиков). Е. А. неск. раз посетила заседания совета, но с дек. 1726 г. до конца царствования там не появлялась, 4 авг. 1726 г. был издан указ о действительности указов за подписями всех членов Верховного тайного совета. Значение Сената и Святейшего Синода резко упало, они стали подчиняться Верховному тайному совету. Е. А. контролировала его через Кабинет (личную канцелярию), к-рый получал информацию от губернаторов и командующих войсками и от имени императрицы общался с Верховным тайным советом. Именные указы Е. А. касались прежде всего пожалований чинами и деревнями, увольнений и назначений; в этих случаях она иногда отстаивала свое право вопреки мнению членов Верховного тайного совета.
Е. А. утвердила рассмотренные Петром I штаты гос. учреждений. Подушная подать была сокращена на 4 к. В июне 1725 г. она повелела прекратить все дела по доносам фискалов, начатые до 1721 г. Указом от 28 мая 1726 г. Тайная канцелярия была ликвидирована, а все ее дела переданы в Преображенский приказ. В 1726-1727 гг. Верховный тайный совет обсуждал финансовые проблемы страны, возникшие в годы войн и реформ. Во исполнение указов Е. А. в янв.- февр. 1727 г. была ликвидирована параллельная гражданской военная (полковая) администрация, сбор подушной подати был передан воеводам, учреждена Доимочная канцелярия, упразднены местные учреждения и должности в системе Юстиц- и Камер-коллегии, отменена выплата жалованья мн. категориям чиновников. При Е. А. продолжалось благоустройство С.-Петербурга, мостились новые улицы, на Б. Першпективной дороге (впосл. Невский проспект) поставили первые скамейки для отдыха прохожих. В столице были установлены твердые цены на хлеб. В авг. 1725 г. императрица приняла первых российских академиков, офиц. открытие С.-Петербургской АН состоялось 27 дек. того же года. На рус. службу по-прежнему часто принимались иностранцы. Е. А. отправила на Камчатку экспедицию капитан-командора В. Беринга с целью выяснить, соединяется ли Азия с Сев. Америкой. Перед смертью распорядилась всех евреев «выслать вон из России за рубеж немедленно и впредь их ни под какими образы в Россию не впускать».
Императрица могла поддерживать разговор на 4 языках, усвоила внешний облик сановного величия и некоторые представления о стоявших перед страной проблемах, но всерьез руководить гос. делами была не способна. После того как закончился траур по умершему императору, Е. А. проводила большую часть времени в обществе фаворитов. Придворный «Походный журнал» за 1726 г. описывает образ жизни Е. А. По петровской традиции она еще посещала верфи, госпитали, выезжала на пожары. По примеру мужа была заботливой «полковницей»: присутствовала на «екзерцициях» гвардии, делала солдатам подарки на именины и крестины их детей, сама не раз являлась восприемницей младенцев, разбирала прошения солдат, оказывала помощь нуждавшимся. Но большую часть времени Е. А. посвящала прогулкам «в огороде в летнем дому», в др. резиденциях и по улицам столицы, а также застольным «забавам» и различным увеселениям. При ней дворянам, даже отставным, под страхом штрафа и битья батогами запрещалось ходить «с бородами и в старинном платье».
Е. А. считала своим долгом устроить браки дочерей. Брак Анны был предрешен Петром I: в 1725 г. она вышла замуж за герц. Карла Фридриха Голштинского. Е. А. хотела вернуть зятю отнятые у него Данией земли. В мае 1726 г. императрица велела вооружить пушками свою яхту и собиралась лично возглавить флот в походе на Данию. Эти меры вызвали протесты европ. держав. В Балтийское м. вошла англ. эскадра, и военные приготовления пришлось срочно прекратить. Переговоры о союзе с Францией не дали результатов, и в 1726 г. был заключен союзный договор с Австрией, ставший основой внешней политики России до 60-х гг. XVIII в.
Вице-президент Синода Новгородский архиеп. Феодосий (Яновский) публично критиковал церковную политику Петра I и Е. А. и заявлял, что «духовные пастыри весьма порабощены». После неск. отказов архиеп. Феодосия явиться к царскому столу в Тайной канцелярии началось следствие о «злохулительных словах про их императорское величество». Архиеп. Феодосий был арестован 27 апр. 1725 г., а 11 мая того же года осужден к вечному заточению в Корельском во имя святителя Николая Чудотворца монастыре, где и умер.
Главным событием в церковной жизни стало разделение 15 июля 1726 г. Святейшего Синода на 2 департамента. 1-й департамент состоял из архиереев и ведал исключительно духовными делами и цензурой; 2-й (Коллегия экономии синодального правления) - из светских чиновников, которые занимались судебными делами духовенства, определением на жительство в мон-ри отставных солдат и офицеров, управлением церковными вотчинами (доходы с них поступали в департамент, эти средства не могли расходоваться без определения Камер-коллегии). Должность обер-прокурора осталась вакантной, главную роль в 1-м департаменте стал играть Новгородский архиеп. Феофан (Прокопович). Синод перестал называться Правительствующим, использовались названия «Святейший Синод» и «Духовное собрание». Е. А. подтвердила и дополнила распоряжения, введенные Петром I и касавшиеся жизни мон-рей. Без ограничений разрешалось пострижение лишь вдовым священникам, все остальные должны были получать разрешение Святейшего Синода. Беглых монахов предписывалось предавать суду и публично наказывать плетьми. В 1726 г. по ходатайству стольника Андрея Шепелева была восстановлена Оптина пуст., упраздненная в 1724 г. Школа при Александро-Невском монастыре (впосл. лавра) в 1726 г. преобразована в семинарию.
По настоянию Меншикова Е. А. объявила наследником вел. кн. Петра Алексеевича, к-рого Меншиков собирался женить на своей дочери Марии. П. А. Толстой и ген.-полицеймейстер А. М. Девиер хотели передать престол дочерям Петра I. В апр. 1727 г. у Е. А. началась лихорадка, по позднейшему заключению врачей - воспаление или «некакое повреждение в лехком». Меншиков добился от нее указа об аресте Девиера, затем были арестованы Толстой и их сторонники. Следствие проходило в спешке и под давлением Меншикова. Доклад и приговор были готовы к вечеру 6 мая того же года, в последние часы жизни Е. А. подписала документы. Тогда же при участии Меншикова было составлено завещание в пользу Петра Алексеевича. Е. А. уже не могла подписать его, и краткий «экстракт» завещания подписала Елизавета Петровна.
Гроб с телом Е. А. был поставлен в часовне внутри недостроенного Петропавловского собора в С.-Петербурге, рядом с гробом Петра I. 29 мая 1731 г. по завершении строительства собора она была похоронена вместе с Петром I у юж. стены перед алтарем.