Horasan Valisi Alparslan başkent Rey üzerine yürüyerek ağabeyini tahttan indirip kendini Selçuklu Sultanı ilân etti. Vezir Kundurî’yi de azlederek yerine Nizam’ül-Mülk’ü bu makama getirdi. Saltanatının ilk yıllarında Arslan Yabgu’nun oğlu Kutlamış’ın ve kardeşi Kavurt’un isyanları ile uğraştı. Kutlamış Alparslan’la yaptığı savaşı kaybetti, kaçarken düşüp öldü (1064). Daha sonra Sultan Alparslan Gürcistan’ı ve Ermenistan’ı vergiye bağladı. Ani ve Kars’ı zapt etti. Anadolu ve Mısır’a da hâkim olarak denizlere ulaşmak isteyen Sultan Alparslan güneye Dicle boylarına giderek Halep’e kadar egemenliğini kabul ettirdi. Ancak burada iken Bizans İmparatoru Romanos Diogenes’in büyük bir ordu ile üzerine yürüdüğümü öğrendi. Romanos Diogenes Erzurum üzerinden Malazgirt’e gelirken Sultan Alparslan da 50.00 kişilik kuvvetiyle süratle kuzeye yöneldi. Bir yandan elçiler göndererek Bizans İmparatoru’na sulh teklifinde bulunan Sultan Alparslan’ın bu tutumu Bizans İmparatoru’nda Sultan’ın kendisinden korktuğu kanaatini uyandırmıştı. Her iki ordu 26 Ağustos 1071 tarihinde Malazgirt Ovası’nda karşılaştılar. Bu sırada Bizans ordusundaki ücretli Peçenek ve Uzlar soydaşları Selçuklular tarafına geçtiler. Taktik gereği geri çekilen Sultan Alparslan, Bizans İmparatoru’nu üzerine çekerek ordugâhından hayli uzaklaştırdı. Durumu çok geç fark eden İmparator geri çekilme emri verdiyse de artık geç kalmıştı. Dört bir yandan Bizans ordusunu kuşatan Türkler akşama doğru koca Bizans ordusunu yok edercesine yendiler.
İmparator Romanos Diogenes ve maiyeti esir düştü. Sultan Alparslan, esir imparatora bir misafir muamelesi yaptı. Romanos Diogenes’in Bizans’taki bütün Türk esirlerini serbest bırakması, büyük bir kurtuluş parası vermesi, her yıl vergi vermesi şartıyla barış yaparak memleketine gönderdi. Ancak Bizans’a dönen İmparator gözleri kör edilerek hapse atılmış ve bu antlaşma böylece uygulama alanı bulamamıştı. Malazgirt Savaşı ile yurt arayan büyük Türk nüfusuna Anadolu’nun kapısı açılmış oldu. Avrupa’da büyük akisler uyandıran bu savaş Haçlı sefelerinin hazırlanması konusunda da Avrupa için bir uyarı oldu.
Daha sonra Maveraünnehir bölgesine sefere çıkan Sultan Alparslan, ele geçirdiği Yusuf adlı bir kale komutanı tarafından hançerlenerek şehit oldu (1072), yerine oğlu Melikşâh Selçuklu tahtına geçti.