Alparslan 27 Nisan 1064’te büyük bir törenle tahta çıktı. Amcasının vezirliğini yapan ve Süleyman’ın tahta çıkmasını isteyen Amidülmülk Kündiri’yi azledip, büyük bir devlet adamı olarak tarihe adı geçen Nizamülmülk’ü vezir tayin etti. Başına buyruk beylerle mücadeleye girişen Alparslan, hepsini bir bayrak altına toplamayı başardı. Böylece Selçuklu Devleti kuvvetlendi.
1064 yılının sonuna doğru Alparslan, Bizans İmparatorluğu’nun üzerine yürüdü. Gürcistan’ı zaptetti. İsyan eden kardeşi Kavurd’u itaate zorladı. 1065’te Amuderya ırmağını geçti, o bölgedeki hükümdarla anlaştı. Alparslan’ın beyleri, Anadolu’da akınlar yapıp sayısız zafer kazandılar. Selçuklu Sultanının gittikçe kuvvetlenmesi Bizans İmparatorluğu’nu telaşlandırdı. İmparator Romanos Diyojenes ordusunu toplayıp sefere çıktı. Palu’ya geldiğinde Malatya’da bıraktığı ordusunun Türkler tarafından perişan edildiği haberini aldı. Geri dönmeye mecbur kaldı.
1070 yılında Alparslan, Horasan ve Irak ordularının başında Azerbaycan’a girdi, sınırdaki kaleleri fethetti. Van Gölü'nün kuzeyinden geçerek Malazgirt önüne vardı, kale teslim oldu. Diyarbekir'den Elcezire’ye girdi, Urfa’yı kuşattı. Mısır’da birbirleriyle mücadele eden Fatımi komutanları, Alparslan’ı Mısır’ı almaya teşvik ediyorlardı. 1071 yılında Selçuklu ordusu Halep’te toplandı.
Alparslan’ın Mısır Seferine çıktığını öğrenen Bizans İmparatoru Diyojenes son bir hamle yapmayı düşündü. Azerbaycan’a kadar giderek Türk kalelerini zapta ve Türkleri Anadolu’dan atmaya karar verdi. Rumeli’de yaşayan Peçenek ve Oğuz Türklerini de ordusuna kattı. 13 Mart 1071’de 200.000 kişilik Bizans ordusu İstanbul’dan yola çıktı. İmparator, halkına büyük zaferle dönmeyi vad etmişti. Diyojenes ve ordusu yol boyunca katliam yaparak Erzurum yoluyla Malazgirt’e ulaştı. Haleb’i teslim aldığı sırada Bizans ordusunun gelmekte olduğunu öğrenen Alparslan , Mısır Seferinden vazgeçip kuzeye doğru yola çıktı. Bizans ordusunun harekatını günü gününe haber alarak, vaziyetini ona göre ayarladı. Musul, Rakka, Urfa yoluyla Diyarbekir ve Bitlis’e ulaştı. Ordusundan on bin kişilik bir kuvvet ayırıp Ahlat’a gönderdi. Bizans kuvvetleri ile ilk çarpışma Ahlat’ta oldu. Bizanslılar bozuldu. Malazgirt’e doğru devamlı yol alan Alparslan 24 Ağustos günü Malazgirt’in doğusundaki Rahva Ovasına ulaştı. Ahlat’a gönderilen kuvvetlerin gelmesi ile kısa bir zamanda karşısına çıkmasına şaşıran Bizans İmparatoru da, ordusunu Rahva Ovasının öbür tarafında düzene koydu. Anlaşma tekliflerinin reddetilmesi üzerine savaş hazırlıkları başladı.
26 Ağustos Cuma günü askerlerini toplayan Alparslan son derece kurnazca bir harp taktiği planlamıştı. Hilal şeklinde yaydığı ordusuyla akşama kadar Malazgirt meydanında dövüştü. Şaşkına dönen Bizans ordusu, hilalin içine düştü. 200.000 kişilik koca ordu perişan oldu. İmparator esir edildi. (bkz. Malazgirt Savaşı)
Sultan Alparslan savaştan sonra huzuruna getirilen imparatoru, hiç ümid etmediği şekilde affetti. Bizans imparatorunun harp tazminatı ödemesi, her yıl haraç ve ihtiyac halinde Selçuklu ordusuna asker göndermesi karşılığında barış andlaşması yapıldı. Fakat Diyojenes, İstanbul’a geri dönerken, Bizanss tahtının el değiştirmesi, andlaşmayı geçersiz kıldı. Alparslan da, Selçuklu şehzadelerini Anadolu’yu fetihle görevlendirdi. Türkler, kısa zamanda Anadolu’ya hakim oldular.
Sultan Alparslan , Malazgirt zaferinden sonra 1072 senesinde çok sayıda atlı ile Maveraünnehr’e doğru sefere çıktı. Türkleri bir bayrak altında toplamak istiyordu. Ordunun başında Buhara’ya yaklaştı. Amuderya nehri üzerinde bulunan Hana kalesini muhasara etti. Kale komutanı, batıni sapık fırkasına mensup Yusuf el-Harezmi, kalenin fazla dayanamayacağını anladı ve teslim olacağını bildirdi. Hain Yusuf, Alparslan ’ın huzuruna çıkarıldığı sırada Sultan’a hücum edip, hançer ile yaraladı. Yusuf’u derhal öldürdüler. Fakat Sultan Alparslan da aldığı yaralardan kurtulamadı. Dördüncü günü, 25 Ekim 1072 tarihinde; “Her ne zaman düşman üzerine azmetsem, Allahü tealaya sığınır, O’ndan yardım isterdim. Dün bir tepe üzerine çıktığımda, askerimin çokluğundan, ordumun büyüklüğünden bana, ayağımın altındaki dağ sallanıyor gibi geldi. “Ben, dünyanın hükümdarıyım. Bana kim galip gelebilir?” diye bir düşünce kalbime geldi. İşte bunun neticesi olarak, cenab-ı Hak, aciz bir kulu ile beni cezalandırdı. Kalbimden geçen bu düşünceden ve daha önce işlemiş olduğum hata ve kusurlarımdan dolayı Allahü tealadan af diliyor, tövbe ediyorum. La ilahe illallah Muhammedün resulullah!...” diyerek şehid oldu. Tahran yakınlarındaki Rey şehrine defnedildi. Yerine oğlu Melikşah geçti.
Alparslan, büyük tarihi zaferlerinin yanısıra, medreseler kurmak, ilim adamlarına ve talebeye vakıf geliri ile maaşlar tahsis etmek, imar ve sulama te’sisleri vücuda getirmek suretiyle de hizmetler yaptı. İmam-ı a’zam’ın türbesini, Harezm Camii’ni ve Şadyah kalesi gibi pek çok eser inşa ettirdi. Zamanında; İmam-ı Gazali, İmam-ül-Haremeyn Cüveyni, Ebu İshak eş-Şirazi, Abdülkerim Kuşeyri, İmam-ı Serahsi gibi büyük alimler yetişmişti.