Trong thời gian Sofia điều hành việc nước, Pyotr rời xa kinh đô Moskva, lớn lên nơi thôn dã. Khi Pyotr lên 14, ông và mẹ là Natalia đến cư ngụ ở Cung điện Preobrazhenskoe, trong ngôi làng cùng tên dọc bờ sông Yauza, cách Moskva khoảng 50 km. Những trò chơi tập đánh trận mà Pyotr ưa thích biến nơi này thành một doanh trại quân đội hoàn chỉnh. Tổng cộng có 800 thiếu nhi và trai trẻ, sống trong những khu doanh trại, tập luyện như quân đội, sử dụng ngôn ngữ của quân đội và lĩnh lương theo chế độ quân đội. Một trong những thiếu niên này là Aleksandr Danilovich Menshikov, sau này trở thành đại thần thân thiết nhất của Pyotr. Pyotr xem tất cả thiếu niên đồng trang lứa như là bạn của mình, từ nhóm nhỏ này ông gây dựng nên Lữ đoàn Preobrazhenskoe. Đây cũng là lữ đoàn đầu tiên của lực lượng Cảnh vệ Hoàng gia mà lữ đoàn trưởng luôn luôn là Nga hoàng, mãi cho đến khi chế độ Nga hoàng bị Cách mạng Tháng Hai lật đổ vào năm 1917.

Không bao lâu, mọi doanh trại trong ngôi làng nhỏ bé Preobrazhenskoe đều chật lính, các doanh trại mới được xây dựng thêm ở ngôi làng Semyonovsky gần đó; với thời gian, đội quân này phát triển thành Lữ đoàn Semyonovsky, và là lữ đoàn thứ hai của lực lượng Cảnh vệ Hoàng gia. Mỗi lữ đoàn lúc sơ khai có 600 quân, được tổ chức thành bộ binh, kỵ binh và pháo binh giống như bên quân đội thực thụ. Lữ đoàn Cảnh vệ Hoàng gia cũng có hệ thống quân hàm, với sĩ quan trận địa, đội hậu cần, ban hành chính, ban quân lương, lính thổi kèn, lính đánh trống,… như bên quân đội.

Trong thời gian này, một thương nhân già người Hà Lan tên là Franz Timmerman đã dạy cho Nga hoàng Pyotr số học, hình học, cách tính toán đạn đạo,…[6] Đối với Pyotr, Timmerman vừa là chuyên gia tư vấn vừa là người bạn, và ông luôn giữ ông thầy bên mình để trả lời các câu hỏi liên tục tuôn ra từ vị Nga hoàng nhỏ tuổi.

Chính Timmerman và Pyotr tìm thấy một chiếc thuyền mục nát kiểu Anh, được một người Hà Lan khác sửa chữa, và ông này chỉ dẫn Pyotr lái chiếc thuyền. Nga hoàng Pyotr gọi chiếc thuyền này là "Thủy tổ của Hải quân Nga", hiện được trưng bày ở Bảo tàng Hải quân Nga ở thành phố Saint-Peterburg.

Sau đó, Nga hoàng Pyotr học đóng thuyền trên bờ hồ Pleschev, cách kinh đô Moskva gần 140 kilômét về phía đông bắc. Việc tình cờ tìm thấy chiếc thuyền và những bài học lái thuyền đầu tiên cùng với việc đóng những chiếc tàu khu trục nhỏ và thuyền buồm đầu tiên khởi đầu cho lòng đam mê biển và ước muốn học hỏi từ các nước Tây Âu của ông.

Vào ngày 27 tháng 1 năm 1689, Pyotr lên 17 tuổi và nghe theo lời mẹ, cưới Evdokiya Fyodorovna Lopukhina[7] - một cô gái xuất thân trong tầng lớp quý tộc, lúc đó lên 20. Họ có ba người con, trong số đó có Aleksei sống đến tuổi trưởng thành và Aleksandr qua đời 7 tháng sau khi ra đời. Tuy nhiên, mười năm sau, sau chuyến đi Tây Âu ông đã buộc Lopukhina trở thành một nữ tu sĩ và cuộc hôn nhân kết thúc.