Fiódor Alexéyevich Románov, tercer hijo del zar Alexéi Mijáilovich y María Miloslavskaya, fue bautizado en honor a san Teodoro Estratilata. En marzo de 1669, su madre falleció. Ese mismo año participó en las elecciones de rey en la Mancomunidad de Polonia, pero no pudo obtener la victoria.

En 1670, se le asignó un maestro, Pámfil Belyanín, quien más tarde fue reemplazado por Simeón Polotski, quien despertó en Fiódor el interés por la cultura polaca. Estudió polaco, griego antiguo y latín, se interesó por la pintura y la música religiosa, y también mostró talento en poesía, creando una traducción poética de los salmos para la "Salterio" de Polotski.

Tras la muerte de su hermano mayor Alexéi, Fiódor se convirtió en el heredero al trono y fue oficialmente proclamado como tal en septiembre de 1675. Era débil y enfermizo, al igual que otros hijos de Alexéi Mijáilovich con María Miloslavskaya. Los historiadores creen que Fiódor sufría de escorbuto, lo que se manifestaba en la hinchazón de sus piernas.

Al igual que su padre y su abuelo, Fiódor ascendió al trono a una edad temprana, a los 15 años, y fue coronado el 18 de junio de 1676. Su título incluía numerosas tierras y principados, lo que subrayaba su poder.

A principios de 1676, por su orden se disolvió el consejo de asuntos secretos, y en 1677 se abolió el consejo monástico. Fiódor se interesaba por la política europea, y en las reuniones de la Duma de los Boyardos, cuyo número aumentó de 66 a 99 miembros, se le leían resúmenes de la prensa occidental. Se entusiasmaba con la música y el canto. Para su boda con Agafía Grushétskaya se compusieron odas por Simeón Polotski y su alumno Silvestre Medvédev.

En los primeros meses de su reinado, Fiódor estuvo gravemente enfermo, y los gobernantes de facto del estado fueron A. S. Matveev, el patriarca Ioakim y I. M. Miloslavski. Sin embargo, a mediados de 1676, el zar tomó el poder en sus manos, y Matveev fue desterrado, ya que se sospechaba de un complot contra el zar.

El reinado de Fiódor Alexéyevich estuvo marcado por importantes reformas. En 1678 se realizó un censo de población, y en 1679 se introdujo la imposición de impuestos por hogar. En 1682 se abolió el sistema de méritos en el ejército, lo que puso fin a la práctica de nombramientos por méritos de antepasados. Se introdujeron libros genealógicos y se estableció una comisión de la Duma para la centralización de la administración. En 1679 y 1680 se llevó a cabo un "análisis" de las fuerzas armadas de Rusia. En noviembre de 1681 se creó el consejo de Asuntos Militares, que más tarde fue renombrado como Cámara de Respuesta, para preparar una reforma militar.

En 1680 se intentó suavizar las penas penales, incluida la abolición de la amputación de manos por robo. Continuó la construcción de líneas defensivas y se libró una guerra con el Imperio Otomano y el Janiato de Crimea. Según el Tratado de Bakhchisarai de 1681, Turquía reconoció a Rusia la Ucrania de la orilla izquierda y Kiev.

En 1681, Fiódor emitió un decreto para fomentar la construcción de piedra en Moscú y creó el primer sistema de alcantarillado del Kremlin. Se redujo el peso de la kopeika de plata.

Bajo la influencia de su esposa Agafía Grushétskaya, la vida en la corte cambió: los jóvenes boyardos comenzaron a afeitarse la barba, y desde octubre de 1680 se prohibieron las vestimentas tradicionales en la corte. Los cortesanos adoptaron costumbres y modas polacas.

Fiódor Alexéyevich, siendo una persona educada, en abril de 1681 se convirtió en uno de los fundadores de la Escuela Tipográfica Greco-Eslava, precursora de la Academia Eslavo-Greco-Latina.

Las represalias contra los viejos creyentes continuaron, y en abril de 1682 fue quemado el protópopo Avvakum. El plan de reforma de la Iglesia Rusa fue rechazado por el Concilio de 1681-1682.

El 23 de abril de 1682 comenzó la revuelta de los estreltsí. Al día siguiente se emitió una orden para castigar al coronel Semión Griboédov, pero no se cumplió debido a la muerte del zar.

Fiódor se casó con Agafía Grushétskaya el 18 de julio de 1680, lo que debilitó las posiciones de los Miloslavski. Su único hijo, Ilya, murió en la infancia, y Agafía falleció poco después del parto, lo que afectó gravemente la salud del zar. Su segundo matrimonio con Marfa Matveevna Apraksina se celebró el 15 de febrero de 1682, pero no tuvieron hijos.

Fiódor Alexéyevich murió el 27 de abril de 1682 a la edad de 20 años, sin dejar disposiciones sobre la sucesión al trono. Su muerte provocó la continuación del levantamiento de los estreltsí, que se resolvió con la decisión de coronar a sus dos hermanos menores, Iván y Pedro, bajo la regencia de su hermana Sofía Alexéyevna.