从彼得大帝规定的皇位继承法来看，叶卡捷琳娜的做法无疑是谋反篡位，在法律上站不住脚，于是叶卡捷琳娜登基后的第一件事就是昭告天下，解释她获得政权的合法性。叶卡捷琳娜二世知道无法从法律角度为自己的行为做出解释，于是就在道义和政治层面上做文章。她先后两次签署宣言，痛陈彼得三世的倒行逆施，把彼得三世的许多行为描述成国家层面上对俄罗斯的背叛和犯罪，所以发动政变属于不得已而为之。叶卡捷琳娜在宣言中把她的登基加冕称作是\"俄罗斯人民的选择\"。
总之叶卡捷琳娜的不流血政变是由近卫军和心腹近臣策划推动的，政变之际即未遭到阻力，登基之后更被广为认可，故而叶卡捷琳娜在掌握帝国大权之后就把全部精力放在了如何富国强兵上。
叶卡捷琳娜接手时的俄罗斯虽不是千疮百孔，但也危机四伏。她在日记中写道：\"国库空虚，军中已三月无饷。商贸日益凋敝，多有囤积垄断之现象。国政松弛，军机各部亦有欠款之举，海政疲惫，几近崩溃。司法沦为铢两悉称，律令之行惟强者是瞻。\"鉴于这种情况，叶卡捷琳娜二世提出了一系列施政目标，旨在强调恢复国家行政秩序，强化国家机器，促进商贸繁荣，增加国库收入等等。更重要的是，在施政目标中，叶卡捷琳娜提出了一个新观点：如果俄罗斯想要获得自身民众和周围邻国的尊重，俄罗斯就必须成为一个令人生畏的强权国家。
在政变活动中，有一名叫波将金的年轻骑兵军官表现较为积极突出，受到了叶卡捷琳娜的注意。政变成功后，叶卡捷琳娜重赏所有参与政变的人员，在请功表上，亲手把原来拟定给波将金授予的骑兵少尉军衔改为上尉。从此叶卡捷琳娜对波将金给予了非同寻常的关注。
波将金一直在前线带兵作战，直到12年后的1774年，波将金接到了叶卡捷琳娜的亲笔信，召唤他回圣彼得堡。波将金想都没有想，立刻打了报告，离开驻地，动身回圣彼得堡觐见叶卡捷琳娜。此后波将金成为叶卡捷琳娜的最着名，也是权势最大的情人。波将金几乎就成了叶卡捷琳娜的左右手，所有军国大政，几乎全部出自叶卡捷琳娜和波将金二人之手。直至逝世，波将金一直是俄罗斯帝国的二号人物，而他对叶卡捷琳娜也始终一往情深，挚爱如初。后来有传闻说，叶卡捷琳娜二世也效仿伊丽莎白女皇和拉祖莫夫斯基，暗中与波将金在教堂举行了婚礼。但关于这段历史至今没有任何文件能够证明。
从1792年起，叶卡捷琳娜患病，健康状况急剧恶化。波将金逝世对她的打击很大，此外第三次瓜分波兰和对土耳其的战争使她消耗了大量精力。
1796年9月，叶卡捷琳娜病倒，卧床不起。11月6日凌晨，叶卡捷琳娜二世病逝，长子保罗继位，史称保罗一世。
叶卡捷琳娜二世在对内政策方面，力图加强贵族官僚的国家机器，扩大贵族特权，维护和发展农奴制。60年代，自诩“开明君主”，实行开明专制，同伏尔泰、狄德罗等西欧启蒙思想家保持通信联系。1767年，她召开了新法典编纂委员会，并为这个委员会写了《圣谕》，标榜法律面前人人平等。镇压普加乔夫起义后，转向公开的反动统治。1775年，颁布“全俄帝国各省管理体制敕令”，加强了贵族在各地的权力。在被征服的少数民族地区，实行强制的俄罗斯化政策。1785年颁布《御赐贵族特权诏书》和《御赐城市特权诏书》，使贵族成为社会上的特权阶级，在一定程度上提高了市民的经济政治地位。在位期间，她将农奴制度强加给乌克兰人；赐给贵族以大批土地和农奴；先后颁布地主有权放逐农民，农民必须服从地主的诏书，使农奴制度发展到顶点。
叶卡捷琳娜早年曾读过许多西欧启蒙思想家的作品，在流行“开明专制”的时代，她也使自己成为这一时髦的追逐者，即位之后与伏尔泰有过密切的书信联系，还曾资助过狄德罗。她兴办各类学校，提倡文学创作，对资本主义工商业的发展采取鼓励的政策，取消对贸易的限制等，但在沙皇这个专制主义宝座上坐热之后，她的思想逐渐改变了。
1773年由假扮沙皇彼得三世的普加乔夫领导的农民起义，虽然持续了一年多就被镇压了下去，而且未占领过战略意义重要的大城市，但还是使女皇感受到了巨大的震撼。她进一步加强了中央集权，如改“省，州，县”三级制为“省，县”二级制，并给予贵族更多更大的权力，1787 年颁布的《俄国贵族、自由和特权诏书》是集中体现，她也因此被称为“贵族女皇”。对此，虽然短期内有利于巩固统治，但从长期来看加剧了贵族农奴主和农奴两个阶级的矛盾对立，农奴所受的剥削和压迫进一步加深。农奴制一直是俄国社会的一大痼疾，叶卡捷琳娜二世加剧了它并将这个棘手的难题推给她的后代去解决。
叶卡捷琳娜二世是个成功的政治家和外交家。她在位34年，是俄国农奴制度的黄金时代，此间俄罗斯国家的土地面积扩大了67万平方公里，打开了通向黑海和波罗的海的出海口，击败了俄国的老牌敌人土耳其和瑞典，还和普鲁士和奥地利一起瓜分了波兰，从而得到波兰46%以上的土地。但这并不能说明女皇本人是个战争狂人。事实上，她赞助和支持俄国艺术的发展，反对愚昧和落后，比西欧任何一位君主都更慷慨的资助哲学家和艺术家。伏尔泰形容她是欧洲上空最耀眼的明星。另外，女皇还在狄德罗最需要帮助的时候对他施以援手。哲学家窘迫到不得不变卖自己的大量藏书来获得生活费的时候，女皇资助了他几十万卢布买下了他所有的藏书，只提出了一个要求，就是在狄德罗去世之前不要让他和他的书分开，因为“这是一件最痛苦不过的事”。
在对外政策方面，为实现其夺取世界霸权的计划，对土耳其发动了两次战争（1768～1779、1787～1791），打通了黑海口，侵占克里木半岛在内的黑海北岸广大地区。1788～1790年同瑞典进行了战争。伙同普鲁士、奥地利，于1772、1793和1795年3次瓜分波兰。侵占了立陶宛、白俄罗斯和西乌克兰的大部分土地，置格鲁吉亚为保护国，俄国版图由此扩大了67万平方千米。1789年法国大革命爆发后，力图组织反法联盟，积极参与欧洲君主国镇压法国大革命，在俄国历史上开创了干涉欧洲革命的先例，使俄国成为欧洲宪兵。