少年教育
費奧多爾自幼受到良好教育，在勤奮博學的父親的影響下，他喜歡讀書，繼承了父親遺留下來的大量藏書。沙皇阿列克謝結合自身的成長經歷，為費奧多爾和他的姐姐索菲婭請來了當時最著名的學者西蒙·波洛茨基擔任老師。波洛茨基兼神父，作家，神學家，詩人和翻譯家於一身，是俄羅斯十七世紀啟蒙運動和神學拉丁化的倡導人之一。在波洛茨基的影響下，受到歐式教育的費奧多爾思想開明，意識超前，能夠流利地講波蘭語、拉丁語，還通曉古希臘文。他喜愛音樂，自己譜曲，創作了幾首歌曲，此外在詩歌方面也有一定造詣，曾幫助老師波洛茨基編輯詩歌集。儘管體弱多病，騎馬射箭是費奧多爾喜愛的體育運動。
登基
1676年，沙皇阿列克謝病逝，在沙皇逝世當天，朝中群臣就在米洛斯拉夫斯基大公的主持下，向皇儲費奧多爾宣誓效忠，擁戴他登基加冕。米洛斯拉夫斯基家族如此匆忙擁戴年僅15歲的少年沙皇登基是緣於對發生政變的擔心。沙皇阿列克謝的後妻代表的納雷什金家族果真暗中在準備政變，他們計畫將米洛斯拉夫斯基家族一網打盡，逼迫費奧多爾任命後母納雷什金娜擔任攝政王，總攬朝中大權。納雷什金家族的陰謀被識破後，家族多名成員遭到流放，但納雷什金娜貴為皇后，得以倖免，被留在莫斯科，納雷什金娜和沙皇阿列克謝的幼子彼得的皇子身份未變，在宮中所受奉養依舊。
改革
費奧多爾親政後，在米洛斯拉夫斯基大公、御前侍臣亞濟科夫、利哈喬夫等人的支持下，按照瓦西里·戈利津大公制定的方案，著手推行了一系列經濟、行政、司法、金融、軍事、宗教和教育改革。費奧多爾的改革措施為俄羅斯的現代化奠定了基礎，為日後彼得一世的改革提供了參照樣板。
在對外貿易方面
費奧多爾三世決定開闢對外開放口岸，同外國商人進行貿易的地點定在普季夫利城。1680年他又開始解決土地問題，下令各地領主和地主們要明確劃分土地，在領地之間確立明確界線，同時各領主、地主所擁有的農奴和僱農數量要明確上報中央。此外廢除了各地繁瑣的行政機構，簡化行政手續，下令燒毀了所有貴族家中保存的職官錄，用家譜來代替原有的職官錄，實際上是廢除了以出身定官爵的做法。
軍事改革
在費奧多爾三世統治期間，俄羅斯進行了重要的軍事改革，加速了俄軍的現代化，按照歐洲標準開始裝備和訓練軍隊。在這個時期，俄羅斯首次將文官和武官區分開來，俄軍開始推行軍銜制，軍銜分六級，最低的軍銜是少尉，最高軍銜是上校；文官也分等，文官等級成為任命官職的重要參考依據。從此武官只負責軍隊和國防事務，行政、司法等民事統統移交給文官處理。此外，司法改革中一項重要的措施就是廢除了刑法中有關斷肢的懲罰，犯了重罪的犯人不再被砍手或斷足，而是改為流放西伯利亞。
行政改革
費奧多爾還推行了一系列行政改革措施，將重大國事的決定權轉移到大貴族杜馬，並將貴族杜馬的成員人數由66人增加到99人。
費奧多爾三世的兩位御前侍臣亞濟科夫與利哈喬夫出身平民，但很受沙皇器重。這兩個人開始為沙皇物色未來的皇后。有一年復活節遊行時，沙皇在人群中注意到了一位少女，很得他的歡心。亞濟科夫和利哈喬夫在暗中打聽，得知這位少女原來是波蘭貴族出身的杜馬書記官戈魯舍茨基的侄女阿加菲婭。隨後亞濟科夫和利哈喬夫以御前侍臣的身份到戈魯舍茨基家中拜訪，授意戈魯舍茨基不要將侄女許配給他人，而是靜候沙皇諭旨。果然，不久後沙皇迎娶阿加菲婭為妻，並加冕為皇后。阿加菲婭對宮中的生活方式影響很大，她是俄羅斯歷史上第一個被允許在宮中和正式場合穿著歐式服裝的皇后。在阿加菲婭的帶動下，宮中侍臣和大臣們也開始脫下長袍，改換歐式短裝，很多大臣還剃掉了絡腮長鬍子，改留歐式的小鬍子或者乾脆把鬍子剃光。
軍事衝突
在1653年東烏克蘭宣布併入俄羅斯版圖之後，俄羅斯同南方和西方的世敵克里木汗國、波蘭立陶宛王國就衝突不斷。西烏克蘭哥薩克酋長多羅申科在波蘭支持下挑起戰爭，並把土耳其和克里木汗國也捲入了反俄戰爭。為了爭奪東烏克蘭，1676年爆發了第一次俄土戰爭，俄羅斯和土耳其終於刀兵相向。在俄羅斯一方，除俄軍參戰外，還有頓河哥薩克和東烏克蘭哥薩克；在土耳其一方則有藩屬國克里木汗國、西烏克蘭哥薩克助陣。戰爭持續了5年，到了1681年的時候，俄羅斯督軍羅馬達諾夫斯基和東烏克蘭哥薩克酋長薩莫伊洛維奇的聯軍擊敗了土耳其，西烏克蘭哥薩克酋長多羅申科被俘虜，押往莫斯科，戰爭結束。俄羅斯和土耳其在克里木汗國首都巴赫奇薩萊簽署和約，土耳其承認第聶伯河以東的東烏克蘭屬於俄羅斯領土，基輔也被劃入俄羅斯版圖，俄羅斯漁民有權在第聶伯河上從事捕撈和曬鹽等經濟活動。史稱巴赫奇薩萊和約。
在第一次俄土戰爭結束後，俄羅斯和克里木汗國首次出現了正式的共同邊境線。為了防禦克里木汗國的入侵，費奧多爾下令在北頓涅茨河上游的伊久姆一帶修建了長達400俄里的防線，向西直抵第聶伯河。後來又把伊久姆防線向北延伸，和原來已經修建的別爾哥羅德防線連了起來。這樣，費奧多爾三世時代的俄羅斯西南部邊界變為第聶伯河-伊久姆一線。當沙俄實力擴張到了第聶伯河與頓河下游一帶時，下一個目標就是獲得通往黑海的出海口，這樣首先要打通通往亞速海的通道。在北方，俄羅斯要想獲得通往波羅的海的出海口，則必須擊敗歐洲強國瑞典。費奧多爾時代的俄羅斯還沒有這個能力，暫時俄羅斯還是一個內陸國家。
學術創新
費奧多爾生前所推行的最後一項重大改革措施就是籌劃建立俄羅斯的第一所高等學府，即斯拉夫-希臘-拉丁學院。學府的建立工作由費奧多爾的老師波洛茨基和波洛茨基的另一個學生西里維斯特爾·梅德韋傑夫主持，但是沙皇沒能活到學院正式建立的那一天。
子嗣
1681年，皇后阿加菲婭因難產而亡，費奧多爾和阿加菲婭的第一個孩子也在十天后夭折。次年2月，費奧多爾再婚，但在婚禮後兩個月病逝。
由於費奧多爾沒有留下子嗣，貴族杜馬只好擁戴沙皇阿列克謝的第五個兒子，也就是費奧多爾的五弟，同樣多病而且弱智的伊凡當沙皇，史稱伊凡五世。
