Науку этого периода прославили ученые: П.Л. Чебышев, С.В. Ковалевская (математика), A.М. Бутлеров (органическая химия), Д.И. Менделеев (периодический закон химических элементов), B.О. Ключевский (история), Н.И. Пирогов (военная хирургия), И.П. Павлов (физиология).
Господствующим стилем в искусстве был критический реализм. Литературу этого периода представляют Ф.М. Достоевский, И.А. Гончаров. И.С. Тургенев, Л.Н. Толстой, А.П. Чехов, А.Н. Островский.
Выдающиеся композиторы: П.И. Чайковский; балакиревский кружок (или «Могучая кучка»): М.А. Балакирев, М.П. Мусоргский, Н.А. Римский-Корсаков, А.П. Бородин, Ц.А. Кюи (идеологом его был музыкальный критик В.В. Стасов).
П.И. Чайковский создал балеты «Спящая красавица», «Лебединое озеро»; оперы «Пиковая дама», «Евгений Онегин».
М.П. Мусоргский — оперы «Борис Годунов» и «Хованщина».
Н.А. Римский-Корсаков — оперы «Золотой петушок», «Снегурочка» и «Садко».
А.П. Бородин — оперу «Князь Игорь».
Живопись. В 1870 г. было создано Товарищество передвижных выставок (передвижники), в которое вошли А.К. Саврасов, И.И. Левитан, А.И. Куинджи, И.И. Шишкин, В.И. Суриков, В.М. Васнецов, Н.Н. Ге, К.А. Савицкий. В.Г. Перов, И.Н. Крамской, И.Е. Репин.
Архитектура. В рамках классицизма построен Исаакиевский собор (О. Монферран), в стиле барокко — Ново-Михайловский дворец (А.И. Штакеншнейдер), в русско-византийском стиле — храм Христа Спасителя (К.А. Тон), в псевдорусском стиле — церковь Воскресения на Крови (А.А. Пар-ланд), Исторический музей в Москве (А.А. Семенов и В.О. Шервуд).