Романов Фёдор Алексеевич, третий сын царя Алексея Михайловича и царицы Марии Милославской был крещён во имя святого Феодора Стратилата. В марте 1669 года умерла его мать.
В 1669 году принял участие в королевских выборах в Речи Посполитой. Однако победить не смог.
В 1670 году к нему «во учители» был прикреплён посольский подъячий Памфил Белянинов, затем его сменил Симеон Полоцкий, прививший ему склонность ко всему польскому. Был обучен польскому, древнегреческому языкам и латыни, разбирался в живописи и церковной музыке, имел «великое искусство в поэзии и изрядные вирши складывал», обученный основам стихосложения, сделал стихотворный перевод псалмов для «Псалтири» Полоцкого.
Стал престолонаследником после кончины старшего брата Алексея, официально объявлен в этом статусе в сентябре 1675 года. Был очень слаб и болезнен, как и все сыновья Алексея Михайловича от Марии Милославской. Исследователи утверждают, что Фёдор был болен цингой. Признаком этой болезни было опухание ног, которым страдал царь.
Так же как его отец и дед, вступил на царский престол в юношеском возрасте — в 15 лет, венчался на царство 18 июня 1676 года.
«Божиею милостию Царь и Великий Князь всея Великия и Малыя и Белыя России, Самодержец Московский, Киевский, Владимирский, Новгородский, Царь Казанский, Царь Астраханский, Царь Сибирский, Государь Псковский и Великий князь Смоленский, Тверский, Югорский, Пермский, Вятцкий, Болгарский и иных, Государь и Великий князь Новагорода Низовския земли, Черниговский, Резанский, Ростовский, Ярославский, Белоозерский, Удорский, Обдорский, Кондинский и всея Северныя страны, Повелитель и Государь Иверские земли, Карталинских и Грузинских царей, и Кабардинские земли, Черкасских и Горских князей, и иных многих государств и земель, восточных, и западных, и северных отчич, и дедич, и наследник, и Государь и Обладатель».
В феврале-марте 1676 года по его указу был ликвидирован приказ тайных дел, а в 1677 году — монастырский приказ.
Интересовался европейской политикой. На заседаниях Боярской думы, численность которой при нём возросла с 66 до 99 членов, ему и боярам зачитывали составленные в Посольском приказе обзоры западной прессы. Увлекался музыкой и пением. К свадьбе царя Фёдора Алексеевича и Агафьи Грушецкой Симеон Полоцкий и новый придворный пиит и ученик Симеона, монах Сильвестр Медведев, сложили широковещательные оды на это «великое и радостное для всей земли Русской торжество».
В первые месяцы царствования Фёдор Алексеевич тяжело болел и фактическими правителями государства были А. С. Матвеев, патриарх Иоаким и И. М. Милославский. Однако уже к середине 1676 года царь взял власть в свои руки, после чего Артамон Матвеев был отправлен в ссылку. Предполагается, что Матвеев затевал заговор против царя.
Короткое царствование Фёдора Алексеевича ознаменовано некоторыми важными акциями и реформами. В 1678 году проведена общая перепись податного населения, в 1679 году повсеместно введено подворное обложение прямыми налогами, увеличившее податный гнёт. В военном деле в 1682 году отменено парализующее начальствование в армии местничество, в связи с этим сожжены разрядные книги. Тем самым был положен конец опасному обычаю бояр и дворян считаться с заслугами предков при занятии должности, главным критерием продвижения по службе стали личные способности и выслуга лет. Для сохранения памяти предков были введены родословные книги. В целях централизации государственного управления некоторые смежные приказы были объединены под руководством одного лица, в октябре 1680 года учреждена думская комиссия, именуемая также Расправной палатой. В 1679—1680 годах поведён «разбор», оценка численности, вооружения и боеспособности, всех воинских сил России. В ноябре 1681 года указом царя была создана группа князя В. В. Голицына, получившая впоследствии название «приказ Ратных дел», а затем «Ответная палата», с целью подготовки большой реформы армии, включая ликвидацию местничества, отменено 19 января 1682 года. Получили новое развитие полки иноземного строя.
В 1680 году была сделана попытка смягчить существующие уголовные наказания, в частности, было отменено отрубание рук за воровство.
Продолжилось строительство засечных черт и начато строительство Инсарско-Пензенской, Пензенско-Сызранской и Изюмской. В 1676—1681 годы продолжилась начавшаяся при Алексее Михайловиче война на Правобережной Украине с гетманом П. Г. Дорошенко и велась война против Османской империи и союзного с ней Крымского ханства, вызванная агрессивной политикой Порты на Украине. По Бахчисарайскому миру 1681 года Турция признала за Россией Левобережную Украину и Киев, полученный по договору с Польшей 1678 года в обмен на Невель, Себеж и Велиж.
23 октября 1681 года им был издан указ о поощрении каменного строительства в Москве, в том же году была создана первая общая система канализации Кремля.
В 1681 году вес московской серебряной копейки был уменьшен с 0,45 до 0,4 грамма.
Под влиянием его первой жены, Агафьи Грушецкой, придворный быт значительно изменился: молодые бояре начали брить бороды, с октября 1680 года при дворе было запрещено появляться в традиционных охабнях, чекменях, короткополых кафтанах и однорядках. Тяга к западному по причинам, изложенным выше, принимала форму полонофилии: придворные осваивали польские обычаи, начали носить кунтуши, ферязи, стричь волосы по-польски и учиться польскому языку.
Будучи широко образованным человеком, в апреле 1681 года царь Фёдор Алексеевич стал одним из создателей греко-славянского Типографского училища при Заиконоспасском монастыре — предтечи Славяно-греко-латинской академии.
Продолжались репрессии против старообрядцев, в частности, в апреле 1682 года был сожжён с ближайшими сподвижниками протопоп Аввакум, по преданию, предсказавший близкую смерть царю. Царский план же реформирования Русской церкви был отвергнут церковным Собором 1681—1682 года.
23 апреля 1682 года в Москве началось стрелецкое восстание. На следующий день последовал царский приказ о суровом наказании стрелецкого полковника Семёна Грибоедова, чья деятельность вызвала бунт, не был выполнен в связи с последовавшей смертью царя.
По совету своих любимцев, Языкова и Лихачёва, царь взял себе в жёны 18 июля 1680 года дочь смоленского дворянина, Агафью Грушецкую, что привело к ослаблению позиций Милославских и усилению Долгоруких и Хитрово. Единственный сын царя, наследник престола Илья Фёдорович, родился 11 июля 1681 года и скончался на десятый день жизни. Царица Агафья умерла уже на третий день после родов, 14 июля 1681 года, от родовой горячки. Это стало большим ударом по здоровью царя.
Второй брак был заключён 15 февраля 1682 года с Марфой Матвеевной Апраксиной, сестрой будущего сподвижника Петра I адмирала Фёдора Матвеевича Апраксина. Детей от этого брака, продлившегося чуть более двух месяцев, у царя не было.
Фёдор Алексеевич скончался 27 апреля 1682 года в возрасте 20 лет, не сделав распоряжения относительно престолонаследия. Вероятно, причиной смерти была цинга или общее ослабление здоровья. Похоронен 28 апреля в Архангельском соборе Московского Кремля.
Вопрос о престолонаследии вызвал продолжение стрелецкого бунта и народных волнений, разрешившиеся решением о венчании на царство одновременно двух царей — малолетних братьев Фёдора, Ивана и Петра, при регентстве их старшей сестры Софьи Алексеевны.
