En 1863 O’ Donnell abandona el gobierno, dejando a la monarquía de Isabel II con el único apoyo de los sectores más conservadores del liberalismo. Demócratas y progresistas se convierten en la oposición del régimen, contando con el apoyo de la mayoría del ejército. En 1866 se firman los Pactos de Ostende (ciudad belga) en el que se acordó derrocar a Isabel II y elegir por sufragio universal unas cortes constituyentes que formarán un nuevo sistema. En 1868 la armada española atracada en Cádiz y dirigida por el almirante Topete se sublevó con el apoyo de los generales Prim y Serrano. La llamada Gloriosa Revolución se extendíó por toda España y en las principales ciudades se crearon juntas revolucionarias con las que los sectores populares ocuparon el poder. Finalmente, los revolucionarios derrotaron a las tropas isabelinas en la batalla de Alcolea, tras la que la Isabel II se vio obligada a exiliarse a Francia.
El primer gobierno, formado por los generales Francisco Serrano y Juan Prim, reconocía las libertades públicas y establecía el sufragio universal (varones mayores de 25 años). Además, se establecieron nuevas relaciones con la Iglesia y se puso en marcha un modelo económico librecambista. El problema estuvo en el sistema de gobierno, ya que los demócratas defendían una monarquía constitucional y los progresistas una república federal.
Las Cortes constituyentes elegidas en 1868 eran de mayoría demócrata y fueron las encargadas de redactar laConstitución de 1869, la primera verdaderamente democrática de España. Poseía una amplia declaración de derechos. Afirmaba la Soberanía nacional y establecía una verdadera división de poderes, con unas Cortes que también controlaban al gobierno. La forma de gobierno era la monarquía, en la que poder del rey estaba limitado y, además, se establecía la libertad de culto.
Tras la aprobación de la Constitución se inició la regencia de Serrano, con el general
Juan Prim como jefe de gobierno. Este gobierno trató de encontrar un candidato para el trono español y se optó por Amadeo de Saboyá, liberal, hijo del rey de Italia Víctor Manuel. Amadeo reinó entre 1870 y 1873, un periodo complicado en lo político. Prim fue asesinado en un atentado poco antes de que el rey llegase a España y Amadeo se encontró con la abierta oposición de los republicanos, de los carlistas y de los partidarios del príncipe Alfonso, el hijo de Isabel II. Además, las disputas entre los partidos políticos impidieron que el sistema se consolidase. Por otra parte, mientras en Cuba se producía la llamada Guerra de los Diez Años (1868-1878), en España se vivía una gran agitación social ligada al desarrollo del movimiento obrero. En estas circunstancias, tras dos años de reinado en los que se había producido incluso un intento de asesinato, Amadeo abdicó ante las Cortes. Ese mismo día, Congreso y Senado, en sesíón conjunta proclamaron la República.
La Primera República transcurríó entre el 11 de Febrero de 1873 y el 3 de Enero de 1874. Un periodo aún más convulso que el anterior. La oposición de los conservadores, de los monárquicos, de la Iglesia, la falta de apoyos populares y políticos verdaderamente republicanos, unidas a las dudas sobre el modelo de estado impidieron la consolidación de la república.
En menos de un año se sucedieron cuatro presidentes: EstanislaoFigueras; FranciscoPiyMargall, que tenía el propósito de instaurar una república federal pero la guerra carlista y la insurrección cantonal (promovida por los republicanos más exaltados, comenzó en Julio con la proclamación del cantón de Cartagena, se extendíó y se organizaron cantones por toda la Península) lo impidieron; NícolásSalmerón, con él la República dio un giro conservador, con el apoyo de generales monárquicos trató de reprimir el cantonalismo y el movimiento obrero; y EmilioCastelar, actuó con firmeza y se apoyó en el ejército para imponer el orden, reforzó el poder del Estado y suprimíó el principio federal. Para poder llevar esto a cabo solicitó a las Cortes poderes especiales para gobernar por decreto durante tres meses. Cuando las Cortes se volvieron a reunir, el gobierno fue sometido a un voto de confianza y lo perdíó.
El 3 de Enero de 1874 el General Manuel Pavía entró con sus tropas en el Congreso y disolvíó las Cortes. Una junta de Capitanes Generales nombró presidente vitalicio de la República al general Serrano, que mantuvo las formas de la república, pero aplicó una política represiva con un claro protagonismo del ejército. La inestabilidad del periodo provocó un viraje de la burguésía a posiciones conservadoras y el fracaso de la república despertó el deseo de una restauración monárquica, que se produjo con el Golpe de Estado del General Arsenio Martínez Campos en Diciembre de 1874 a favor de Alfonso XII.