沙皇俄国是从“基辅罗斯”即以基辅为中心的大公国发展而来的。15世纪末，首次形成以莫斯科为中心的俄罗斯中央集权国家。16世纪中叶，伊凡四世改称沙皇并开始向东扩张。这个时期的俄国是一个十分落后的封建农奴制国家。1682年，年仅10岁的彼得一世即位，7年后亲政。这位雄才大略的君主决心实行全盘西化政策，向西方学习，引进科学技术，发展工业经济，建立近代教育体制。经数十年的励精图治，俄国有了一定的科学基础。1712年，彼得一世将首都从莫斯科迁往圣彼得堡。1724年，彼得大帝接受莱布尼茨生前的建议，成立了圣彼得堡科学院。
科学院虽然成立了，但俄国人没有自己的科学家，只好从欧洲聘请院士。瑞士数学家伯努利和欧拉是第一批被招聘来的。不幸的是，科学院成立的第二年，彼得一世就死了。他一死，宫廷里乱了套，发生了7次政变，换了7个沙皇，没有人再去关心科学院的事情。这种局面直到1762年叶卡捷琳娜二世即位才告结束。这位女皇也仿效德皇腓特烈二世的“开明专制”，对科学文化事业推崇备至。她曾邀请狄德罗访问圣彼得堡，又重新聘请了一大批欧洲科学家来圣彼得堡科学院任职。叶卡捷琳娜二世在位期间（1762—1796），俄国的科学有了进一步的发展。
18世纪，俄国也产生了自己伟大的科学先驱罗蒙诺索夫。这位渔民的儿子先是冒充贵族在圣彼得堡接受教育，后来被送到德国的马堡大学学习化学，1745年学成回国。他几乎是一个全才。在科学方面，他反对燃素说，并提出了化学反应中的质量守恒定律；他支持热之唯动说和光的波动理论；他独立地重复了富兰克林的风筝引电实验，他的老师还在实验中被电击身亡；他第一个观测并记录下水银凝结的现象；他也是第一个发现金星上有大气存在的人。罗蒙诺索夫不仅是一位优秀的科学家，还是优秀的诗人和文学家。像富兰克林一样，他为自己的祖国建立了莫斯科大学（1755）。罗蒙诺索夫于1742年当选为科学院院士，使该院第一次有了俄国人自己的院士。罗氏生前，德国籍的科学家统治着圣彼得堡科学院及俄国的科学界。他与德国同行们经常发生争吵，其学术影响受到了极大的限制。
19世纪，俄国的工业已有长足的发展，制约科学发展的教育事业也有了新的起色。1804年，莫斯科大学进行改组和重建，在原来的哲学、法律和医学三个系的基础上增设了数学物理系。此外，俄国在这一时期还创办了一些新的大学，如圣彼得堡大学（1819）、喀山大学（1804）、敖得萨大学（1807）、基辅大学（1834）。这些新兴的大学对于俄国科学技术的发展起了直接的推动作用。
俄国数个世纪的学习引进工作，终于在19世纪结出了果实。1826年，俄国数学家罗巴切夫斯基独立地创立了非欧几何。1869年，俄国化学家门捷列夫发现了化学元素周期律。这是俄国人第一次在科学史上写下壮丽的篇章。
