Фёдор Алексеевич Романов, третий сын царя Алексея Михайловича и Марии Милославской, был крещён в честь святого Феодора Стратилата. В марте 1669 года его мать скончалась. В том же году он участвовал в выборах короля в Речи Посполитой, но не смог одержать победу.

В 1670 году к нему был назначен учитель Памфил Белянинов, а позже его сменил Симеон Полоцкий, который привил Фёдору интерес к польской культуре. Он изучал польский, древнегреческий и латинский языки, разбирался в живописи и церковной музыке, а также проявлял талант в поэзии, создав стихотворный перевод псалмов для «Псалтири» Полоцкого.

После смерти старшего брата Алексея, Фёдор стал наследником престола и был официально объявлен таковым в сентябре 1675 года. Он был слабым и болезненным, как и другие сыновья Алексея Михайловича от Марии Милославской. Историки полагают, что Фёдор страдал от цинги, что проявлялось в опухании ног.

Как и его отец и дед, Фёдор взошёл на престол в юном возрасте, в 15 лет, и был коронован 18 июня 1676 года. Его титул включал множество земель и княжеств, что подчеркивало его власть.

В начале 1676 года по его указу был упразднён приказ тайных дел, а в 1677 году монастырский приказ. Фёдор интересовался европейской политикой, и на заседаниях Боярской думы, численность которой увеличилась с 66 до 99 членов, ему зачитывали обзоры западной прессы. Он увлекался музыкой и пением. К его свадьбе с Агафьей Грушецкой были сложены оды Симеоном Полоцким и его учеником Сильвестром Медведевым.

В первые месяцы царствования Фёдор был тяжело болен, и фактическими правителями государства стали А. С. Матвеев, патриарх Иоаким и И. М. Милославский. Однако к середине 1676 года царь взял власть в свои руки, и Матвеев был сослан, так как подозревался в заговоре против царя.

Царствование Фёдора Алексеевича ознаменовалось важными реформами. В 1678 году была проведена перепись населения, а в 1679 году введено подворное обложение налогами. В 1682 году было отменено местничество в армии, что положило конец практике назначения по заслугам предков. Были введены родословные книги и учреждена думская комиссия для централизации управления. В 1679 и 1680 годах проведён «разбор» воинских сил России. В ноябре 1681 года создан приказ Ратных дел, позже переименованный в Ответную палату, для подготовки военной реформы.

В 1680 году была предпринята попытка смягчения уголовных наказаний, включая отмену отрубания рук за воровство. Продолжилось строительство оборонительных линий и велась война с Османской империей и Крымским ханством. По Бахчисарайскому миру 1681 года Турция признала за Россией Левобережную Украину и Киев.

В 1681 году Фёдор издал указ о поощрении каменного строительства в Москве и создал первую систему канализации Кремля. Вес серебряной копейки был уменьшен.

Под влиянием жены Агафьи Грушецкой придворный быт изменился: молодые бояре начали брить бороды, и с октября 1680 года при дворе запретили традиционные одежды. Придворные переняли польские обычаи и моду.

Фёдор Алексеевич, будучи образованным человеком, в апреле 1681 года стал одним из основателей греко-славянского Типографского училища, предшественника Славяно-греко-латинской академии.

Репрессии против старообрядцев продолжались, и в апреле 1682 года был сожжён протопоп Аввакум. План реформирования Русской церкви был отвергнут Собором 1681-1682 годов.

23 апреля 1682 года началось стрелецкое восстание. На следующий день был издан приказ о наказании полковника Семёна Грибоедова, но он не был выполнен из-за смерти царя.

Фёдор женился на Агафье Грушецкой 18 июля 1680 года, что ослабило позиции Милославских. Их единственный сын Илья умер в младенчестве, а Агафья скончалась вскоре после родов, что сильно ударило по здоровью царя. Второй брак с Марфой Матвеевной Апраксиной был заключён 15 февраля 1682 года, но детей у них не было.

Фёдор Алексеевич умер 27 апреля 1682 года в возрасте 20 лет, не оставив распоряжений о престолонаследии. Его смерть вызвала продолжение стрелецкого бунта, который разрешился решением о венчании на царство двух его младших братьев, Ивана и Петра, при регентстве их сестры Софьи Алексеевны.