德川时期的日本拥有当时在世界上先进的社会和文化，但与西方国家直接遭遇时，其技术和军事力量的薄弱却是致命的。1853 年，美国海军准将马修 佩里率“黑船”驶入江户湾，要求日本开户通商。在西方的武力面前，将军只好同意美国人的要求。日本的门户被打开之后，欧洲列强也一拥而入，逼迫日本签订了一系列不平等条约。
将军对外国人的要求卑躬屈膝，引起了许多武士的强烈不满，他们喊出“尊王攘夷”的口号，在 1868 年推翻了德川家族的统治，在东京成立了新政府，并扶持一个 16 岁的天皇，号明治。此举引发了有名的明治维新，它给日本的政治、社会和经济带来了巨大变化。
明治天皇只是名义上的统治者，实权控制在一小撮寡头的手里，他们大多是下层武士。起初，他们面临两次复辟浪潮: 第一次复辟来自那些仍然支持德川将军的家族，1870 年被镇压下去了；第二次则来自那些开始时支持维新但随后却又感到梦想幻灭的武士。这次起义于 1877 年被镇压后，明治政府才真正取得了政治上的统一。
夺取政权后，日本维新派随即公布《五条誓文》和《政体书》。前者是明治政府实行资本主义改革的基本纲领，规定了日本要走资本主义道路；后者是明治政府的政治体制和组织法令，规定实行三权分立和官吏公选。同时，维新派牢牢掌握了政府各个要害部门及组织人事大权。明治新政权确立后，逐步进行政权建设，把原来以将军为首的幕府领主阶级的封建政权改造为以天皇为首、维新派下级武士为核心、代表资产阶级与地主联合专政的新政权，并通过一系列官制、机构的改革，使这个政权得到巩固和健全。然后，这个强有力的新政权开始发布命令，逐步进行除旧布新的各项重大改革，如奉还版籍（1869）、废藩置县（1871）、改革封建身份制度（1869－1873）、废除封建俸禄（1876）、地税改革（1873）、教育改革、殖产兴业、修改不平等条约，直到最后制定宪法（1889）、召开国会（1890），使日本成为一个君主立宪制的资本主义国家。
明治政府的地位在日本国内坚如磐石，但它仍然觉得深受西方强国的威胁。于是，在经济和军事方面赶上西方国家，成为明治政府的首要目标。著名的“富国强兵”口号便是证明。尽管实权掌握在少数几个精英分子手中，但贵族性的明治政府却成了一股解放性的力量。它废除了等级制、行会、职业限制和国内人口流动限制，鼓励大量人口从农业流向工业；它还剥夺了武士的身份，在普遍征兵制的基础上建立了一支军队。
德川时代的稻米税被土地税所取代，土地税不仅减少了政府收入的波动，而且在明治初期的政府财政收入中占了大头。在新税法实施之前，政府必须决定谁是土地的所有者，于是日本现代的财产权便确立了。
1872 年，明治政府对男童和女童都强制实施普遍的初级义务教育，比英国还要早。同年，设立了东京技术工学院，它在 1877 年成立，是世界上最大的技术大学。那一年，政府还成立了东京大学。东京大学与私立的早稻田大学一起，对培养日本精英人物发挥了重要作用。
托马斯•麦格劳认为，在明治维新所有的变法措施中，最值得称道的是大规模向外国学习的努力。在德川时代的末期，德川将军和许多持不同政见的大名已经开始有意识地吸收西方知识。在明治时期的头十年里，日本加速引进西方的体制，来自 20 多个国家的 2,000 多名外国人来到日本，传授西式的组织、管理和生产方式。明治政府把开支的 2% 用于雇用外国专家。日本还花了大笔的钱，向欧洲和北美的大学派遣留学生，他们几乎都回到了日本。大批政府要人访问西方，寻求修改不平等条约，虽然碰了壁，但他们不耻下问，满载丰富的知识和要求改革的激情回到日本工作，从英国引入了邮政系统和海军建设，从法国引进了警察系统和司法系统，从美国引进了小学系统和国家银行系统，向德国效仿陆军的发展……日本人把他们历史上就拥有的迅速吸收新思想和新方法的天赋发挥得淋漓尽致。
在商务方面，日本政府也主动学习外国模式，从西方引进了农业技术，建立了模范工厂。在摸索中行进的前期也有不少失败之处。在政府管理下的模范工厂根本不能盈利，于是在 19 世纪 80 年代初卖给私营企业家。此后，日本政府不再直接拥有公司，但它在日本经济中继续发挥著重要作用。政府在基础设施建设中注入了关键性的投资，这些设施包括公路、桥梁及现代通讯等。1884 年，政府投资占日本总投资的 66%。直到第一次世界大战爆发前，政府投资一般都超过私人投资。明治政府 1884 年发表十年经济发展计划，长达 30 卷，是世界上最早的国民经济综合发展计划之一。
日本本来可能沦为西方的殖民地，但依靠这些努力，却成为一个新兴的帝国主义国家。1876 年，明治维新才过了八年，日本便派自己的“黑船”去打开朝鲜市场，这个侵略行动预示著将来的日本必与邻国发生冲突。1894 年，它在甲午战争中取胜，得到巨额战争赔款，数量约相当于当年日本国民总收入的四分之一。1905 年，它击败俄国，举世为之震惊。从两次军事胜利中，日本夺得了两个重要的殖民地: 朝鲜与台湾。1899 年，不平等条约得到部分修订。1911 年，日本取得关税自主权。1912 年明治天皇去世时，日本已成为一个重要的地区性强国，如果还不能称作世界强国的话。