Шлюб царевича Олексія і німецької принцеси Софії-Шарлотти Брауншвейг-Вольфенбюттельської, який відбувся у 1711 році в саксонському місті Торгау за посередництва польського короля Августа Сильного, став результатом дипломатичних зусиль його батька, російського царя Петра I, направлених на встановлення родинних зв'язків з однією з найстаріших німецьких династій — його 17-річна невістка з дому Вельфів доводилась рідною сестрою дружини Карла VI Габсбурга титулярної імператриці Священної Римської імперії Єлизавети-Крістіни (матері майбутньої імператриці Марії-Терезії).
У 1715 році Софія-Шарлотта померла через кілька днів після народження сина, названного на честь Петра I, що співпало із народженням сина у самого царя, названого також Петром. Це підірвало положення царевича Олексія при дворі — його нездатність, невміння і небажання вести державні справи були причиною давніх конфліктів з батьком і з народженям молодшого брата шанси успадкувати престол стали для нього примарними — в 1716 році він таємно виїхав до Австрії, де за посередництва рідні своєї дружини намагався отримати підтримку при австрійському і шведському дворах для збройної боротьби за корону Російського царства.
Так і досягнувши в цьому питанні успіху, у 1718 році Олексій повернувся на батьківщину, де спеціальним маніфестом був позбавлений права на престол, а згодом відданий під суд і помер у Петропавловській фортеці Санкт-Петербурга 7 липня 1718 року, засуджений на смерть як зрадник. Через 10 місяців помер і син царя 4-річний Петро Петрович, що зробило внука царя 4-річного Петра Олексійовича єдиним спадкоємцем дому Романових по чоловічій лінії.
Після прийняття у 1721 році титулу імператора Петро I відмінив традиційний для Росії звичай передачі монаршої влади по родинній чоловічій лінії і 18 (7 травня) 1724 року коронував свою другу дружину Марту Скавронську, яка по смерті Петра I 8 лютого 1725 року стала першою російською імператрицею під іменем Катерина I.
Її правління, фактично здійснюване фельдмаршалом Олександром Меншиковим і Верховною Таємною Радою з числа найближчих чиновників, було нетривалим — незадовго до смерті 43-річної Катерини I 17 (6 травня) травня 1727 року від пневмонії її дочка Єлизавета від імені немічної на той момент матері підписала заповіт, складений за дорученням Меншикова, за яким спадкоємцем престолу став 12-річний Петро Олексійович, котрий до набуття повноліття мав правити під опікою Верховної Таємної Ради і в разі бездітної смерті його спадкоємцем мала стати старша дочка Петра I і Катерини I Анна та її нащадки, а після неї — молодша дочка Єлизавета.
8 березня (25 лютого) 1728 року архієпископ Новгородський Феофан Прокопович вінчав Петра II на царство в Успенському соборі Московського Кремля.
Усунувши від влади Меншикова, юний імператор загалом мало мало цікавився державними справами, довіривши їх своїм новим фаворитам князям Долгоруковим, серед яких також не було єдності. Перенесення столиці імперії в Москву привело до занедбання армії і флоту, а постійні інтриги членів Таємної Ради сприяли казнокрадству та хабарництву на всіх щаблях влади.
Помер Петро II 30 (19) січня 1730 року від натуральної віспи, не залишивши ні нащадків, ні призначеного спадкоємця і став останнім представником дому Романових по чоловічій лінії на російському престолі. По смерті його тітки імператриці Єлизавети Петрівни в 1761 році пряма гілка династії Романових перевалась повністю — наступного року престол Росії по жіночій лінії перейшов до Гольштейн-Готторпської династії (молодшої гілки Ольденбурзької династії), представник котрої Карл Петер Ульріх спеціальним договором був визнаний членом дому Романових.
