A deflagração da Revolução Liberal de 1820 no Porto, com a rápida adesão de Lisboa e do resto do país, obrigou o pai de D. Pedro a retornar a Portugal em abril de 1821, deixando-o para governar o Brasil como regente. Teve de lidar com as ameaças de revolucionários e com a insubordinação de tropas portuguesas, as quais foram, no entanto, todas subjugadas. A tentativa do governo português de retirar a autonomia política que o Brasil gozava desde 1808 e tornar o país, que havia sido elevado à condição de reino unido a Portugal, novamente em uma colônia ultramarina, foi recebida com descontentamento geral. Pedro I escolheu o lado brasileiro e declarou a Independência do Brasil de Portugal em 7 de setembro de 1822. Em 12 de outubro foi aclamado imperador brasileiro e, em março de 1824, já havia derrotado todos os exércitos leais a Portugal. Poucos meses depois, Pedro I esmagou a Confederação do Equador, principal reação contra a tendência absolutista e a política centralizadora de seu governo.

Uma rebelião separatista na província sulista da Cisplatina no início de 1826, e a tentativa subsequente de sua anexação pela Províncias Unidas do Rio da Prata (futura Argentina) levaram o império à Guerra da Cisplatina. Em março de 1826, Pedro I se tornou brevemente rei de Portugal com o título de Pedro IV antes de abdicar em favor de sua filha mais velha, Maria II. A situação brasileira piorou em 1828, quando a guerra do sul resultou na perda da Cisplatina. Nesse mesmo ano, em Lisboa, o trono de Maria II foi usurpado pelo príncipe Dom Miguel I, irmão mais novo de Pedro I. O relacionamento sexual escandaloso e concorrente com uma cortesã maculou a reputação do imperador. Outras dificuldades surgiram no parlamento brasileiro, onde o conflito sobre se o governo e suas políticas seriam escolhidos pelo monarca ou pela legislatura dominaram os debates políticos de 1826 a 1831. Incapaz de lidar com os problemas do Brasil e de Portugal ao mesmo tempo, em 7 de abril de 1831, Pedro I abdicou em favor de seu filho Dom Pedro II e partiu para a Europa.