Внешняя политика Николая I была направлена на сохранение ранее приобретенных территорий и укрепление новых границ Российской империи. При этом он стремился к противодействию революционным движениям в Европе и к урегулированию «Восточного вопроса». Николай I значительное внимание уделял и кавказскому направлению, где с 1817 г. продолжалась Кавказская война. Персия (Иран), стремясь пересмотреть итоги Гюлистанского мира 1813 г. и вернуть утраченные позиции в Закавказье, вступила в военный конфликт с Российской империй. Это привело к Русско-персидской войне 1826–1828 гг. По Туркманчайскому мирному договору 1828 г. к Российской империи отошли Эриванское и Нахичеванское ханства, а также было закреплено исключительное право за Российской империей держать военный флот на Каспийском море. Николай I последовательно стремился не допустить распространения «революционной заразы», которая уже охватила Францию, а впоследствии и Австрийскую империю. Однако в 1830 г. в Царстве Польском вспыхнуло восстание, для подавления которого была направлена армия под командованием графа И.И Дибича. Позднее, по просьбе австрийского правительства, Николай I направил в Венгрию войска с целью подавления там революции. За активное вмешательство в международные дела Николай I получил прозвище «жандарм Европы».
В период его царствования все большее значение приобретало восточное направление внешней политики. При решении «Восточного вопроса» Николай I исходил из необходимости установления выгодного для Российской империи режима черноморских проливов Босфор и Дарданеллы. Важной частью этой политики была поддержка православных балканских народов. По условиям Адрианопольского мирного договора 1829 г., заключенного после Русско-турецкой войны 1828–1829 гг., черноморские проливы объявлялись открытыми для торговых судов всех стран. Расширялась автономия Сербии, Молдавии и Валахии, получала автономию Греция. Османская империя также уступила Российской империи дельту реки Дунай и восточное побережье Черного моря.
Однако противоречия между державами обострились в ходе дипломатического конфликта с Францией из-за контроля над церковью Рождества Христова в Вифлееме. Николай I с целью оказать давление на Османскую империю (в состав которой входила Палестина) и привлечь ее на свою сторону вновь ввел войска в Молдавию и Валахию. На отказ Николая I вывести войска Османская империя объявила войну Российской империи, которая получила известность как Крымская война 1853–1856 гг. На стороне Османской империи выступили Франция, Великобритания, Австрия. Николай I неожиданно скончался в разгар обороны Севастополя в 1855 гг. Последовавшее вскоре поражение в войне подорвало международный авторитет Российской империи, ослабило ее влияние на Ближнем Востоке и Балканах.