Bien que Sophia soit sortie de l’ombre lors des luttes dynastiques de 1682, ses influences antérieures peuvent contribuer à expliquer son ascension à la régence. Lors du précédent changement de souverain en 1676, Sophia a peut-être agi dans l’intérêt de son frère, Féodor, car diverses rumeurs existent selon lesquelles elle aurait alors plaidé auprès de son père, le tsar Alexis mourant, pour ne pas proclamer Pierre son héritier. La capacité de Féodor à diriger la Russie est mise en doute, en raison de sa nature faible et de sa mauvaise santé. Cependant, ses capacités mentales se sont bien développées avec le temps, grâce à l’enseignement de Simeon Polotsky. Pendant le bref règne de Féodor III (1676-1682), de nombreux historiens affirment que Féodor a en fait « régné sous le protectorat de sa sœur Sophia ». Alors que la santé du jeune tsar Féodor commençait à décliner, de plus en plus de personnes se levaient pour le conseiller, et Sophia voyait son influence décliner régulièrement. Profitant d’une cour qui n’était jamais ouverte à une femme dans sa situation, elle utilisa ses relations, se faisant des alliés et planifiant officiellement de s’assurer le trône. À la mort de Féodor (7 mai 1682), Sophia revient immédiatement sur la scène politique. Elle assiste aux funérailles de son frère et fait sensation. À l’époque de Sophia, les parentes du tsar étaient tenues à l’écart de la cour et des autres sphères politiques, et les funérailles se déroulaient traditionnellement sans femmes. Sophia fit irruption dans les funérailles, insistant sur sa présence et déclenchant simultanément une chaîne d’événements qui aboutiraient à sa régence.
Le parti Miloslavsky, regroupé autour de la famille de Feodor et Sophia, profita du soulèvement des Streltsy (25 mai 1682) pour placer Sophia sur le siège du pouvoir. Le tsar Alexis avait laissé derrière lui deux familles par ses deux épouses, et chacune des deux branches comptait au moins un héritier mâle. Les clans des deux épouses d’Alexis étant en conflit, Sophia conçoit un plan pour assurer le pouvoir pour elle-même et sa famille. Faisant valoir que son frère Ivan est l’héritier légitime du trône, elle tente de convaincre le patriarche et les boyards de revenir sur leur récente décision de couronner Pierre. Insistant sur le fait que la proclamation de Pierre enfreint les lois monarchiques en ignorant son frère, qui aurait été le prochain héritier s’il n’avait pas été incompétent, elle propose de partager la couronne entre Ivan et elle-même. Après le rejet rapide et unanime de cette proposition par la cour, Sophia a demandé l’aide et le soutien de la troupe militaire découragée, les streltsy. Le rejet injuste des droits d’Ivan a agi comme un catalyseur pour les troupes déjà mécontentes et frustrées. De multiples problèmes, dont des tactiques de motivation impitoyables et le manque de repos, ont poussé les streltsy à s’opposer violemment à l’élection « injuste » de Pierre. Lorsque les combats cessèrent et que la vie de Pierre fut marquée à jamais par le sang versé par ses parents Naryshkin, les streltsy obtinrent satisfaction quant à leurs revendications initiales. À la suite de la rébellion des streltsy, le 25 juin 1682, le patriarche Ioakim couronna l’incompétent Ivan comme tsar principal (Ivan V) et Pierre, âgé de neuf ans seulement, comme tsar junior. Sophia avait été considérée comme le seul membre intellectuellement mature de la famille régnante au moment de la mort de Féodor, ce qui faisait d’elle la favorite pour gouverner au nom de l’enfant Pierre et de l’inepte Ivan. Grâce aux connaissances politiques et pratiques qu’elle avait acquises aux côtés de Féodor, Sophia convainc les nobles et le patriarche de sa capacité à diriger la Russie. Comme Sophia l’avait prévu avant la mort du tsar Féodor, Vassili Golitsyn est installé comme chef de gouvernement de facto, exécutant la plupart des politiques pendant sa régence.