Sau khi lên ngôi, vua Petar I đã cố gắng tạo ra một chế độ quân chủ lập hiến theo kiểu phương Tây cho Serbia. Mặc dù có những ảnh hưởng nhất định của những phe nhóm quân sự vào chính trị, vua Petar I đã dần giúp cho nền dân chủ nghị viện được hoạt động bình thường. Hiến pháp 1903 sửa đổi Hiến pháp 1888 dựa trên Hiến pháp của Bỉ 1831, được đánh giá là một trong bản hiến pháp tự do nhất tại châu Âu. Chính phủ được thành lập bởi các thành viên quốc hội chủ yếu từ Đảng Nhân dân Cấp tiến (Narodna radikalna Stránka) của Nikola P. Pašić và Đảng Cấp Tiến Độc lập của Ljubomir Stojanovic. Bản thân vua Petar ủng hộ một chính phủ liên minh rộng rãi hơn sẽ thúc đẩy nền dân chủ Serbia và có thể có được chính sách đối ngoại độc lập.

Dưới thời vua Petar I, chính sách ngoại giao cũng thay đổi. Trái ngược với chính sách đối ngoại của các vua triều đại Obrenović là Milan và Alexander phụ thuộc vào Đế quốc Áo-Hung, vua Petar và các cận thần theo đuổi chính sách đối ngoại độc lập hơn và ảnh hưởng của Nga thay thế cho ảnh hưởng của Áo.[6] Vua Petar đã có hai chuyến công du lần lượt đến Sankt-Peterburg và Paris vào năm 1910 và 1911.

Thời kỳ 1903-1914 được nhớ đến như là "Thời kỳ Hoàng kim của Serbia" với các quyền tự do chính trị, tự do báo chí. Trường Hoàng gia Belgrade được nâng cấp thành Đại học Belgrade vào năm 1905 với các học giả nổi tiếng trong và ngoài nước như Jovan Cvijić, Mihailo Petrović, Slobodan Jovanović, Jovan M. Žujović, Bogdan Popović, Jovan Skerlić, Sima Lozanić, Branislav Petronijević,..

Chiến tranh Balkan và Thế chiến thứ nhất

Trong các năm 1912 và 1913, Serbia tham gia vào hai cuộc chiến tranh Balkan với kết quả là nước này đã gần như mở rộng được gấp đôi lãnh thổ của mình. Ngày 28 tháng 6 năm 1914, thái tử Áo-Hung Franz Ferdinand bị một số thành viên của Tổ chức Bàn tay đen của Serbia ám sát tại Sarajevo và dẫn đến việc ngày 28 tháng 7 năm 1914, Áo-Hung tuyên chiến với Serbia, Thế chiến thứ nhất chính thức bùng nổ. Trước đó do tuổi già và sức yếu, vào ngày 24 tháng 6 năm 1914, Petar đã trao quyền nhiếp chính lại cho con trai Alexander I.[2]

Tháng 12 năm 1914, khi Belgrade đã bị quân Áo-Hung đánh chiếm, Vua Serbia, vua Petar dù đã 70 tuổi vẫn cầm súng trường tham gia chiến đấu trong cuộc tổng phản công của quân đội Serbia để đẩy lùi kẻ thù.[7] kết quả là đến ngày 14 và 15 tháng 12, quân Áo-Hung bỏ Belgrade và rút lui về nước và quân Serbia tái chiếm lại thủ đô của mình vào ngày hôm sau. Ông còn đích thân đi đến các trận tuyến để ủy lạo tinh thần binh sĩ. Vào cuối tháng 10 năm 1915, khi mặt trận tại Pusta Reka sắp sụp đổ, sự có mặt của ông cùng với Thống chế Stepa Stepanović đã giúp quân Serbia giữ vững vị trí. Tuy vậy quân Áo lại cho rằng việc ông xuất hiện ngoài trận tuyến là dấu hiệu thể hiện ông muốn đầu hàng.[8]

Sau khi Serbia bị chiếm bởi các nước Liên minh Trung tâm vào cuối năm 1915, ông đã cùng quân lính và dân thường Serbia di tản đến biển Adriatic. Trong thời gian còn lại của Thế chiến thứ nhất, vua Petar I trong tình trạng sức khỏe yếu đã sống tại đảo Corfu của Hy Lạp, cũng là nơi chính phủ lưu vong Serbia trú đóng cho đến tháng 12 năm 1918.

Ngày 1 tháng 12 năm 1918, Vua Petar I trở thành Vua của Vương quốc của người Serb, Croatia và Slovenia. Mặ dù vậy ông vẫn sổng tại nước ngoài cho đến tận tháng 7 năm 1919, ông mới trở lại Belgrade. Ông mất năm 1921 ở tuổi 77. Ông được chôn cất trọng thể tại Oplenac, Nhà thờ Saint George gần vùng Topola miền Trung Serbia, nơi ông nội ông là Karageorge, người sáng lập ra triều đại Karađorđević, đã nổi dậy chống lại người Thổ năm 1804.