Devenit domnitor, Cuza a dus o susţinută activitate politică şi diplomatică pentru recunoaşterea unirii de către puterea suzerană şi puterile garante şi apoi pentru desăvârşirea unirii Principatelor Române pe calea înfăptuirii unităţii constituţionale şi administrative, care s-a realizat în ianuarie 1862, când Moldova şi Valahia au format un stat unitar, adoptând oficial, în 1862, numele de România, cu capitala la Bucureşti, cu o singură adunare şi un singur guvern.
S-a creat armata națională prin contopirea forțelor militare ale celor două principate și Statul Major General al acesteia este înființat în 1859. Universitatea "Alexandru Ioan Cuza" din Iași, numită în cinstea domnitorului, a fost terminată în 1860 și este prima instituție de învățământ superior din țară. În ciuda acestor reușite, Cuza a întâmpinat o rezistență acerbă din partea boierilor, burgheziei, dar și din partea Bisericii în aplicarea altor măsuri mult mai vitale.
În afara acestui lucru, trebuia să jongleze între cele două capitale, Iași și București, și, desigur, între cele două parlamente și guverne. În cele din urmă, reușește să fixeze capitala la București în 1862, dar și să creeze un singur parlament și un singur guvern.
Alexandru Ioan Cuza l-a avut alături pe Mihail Kogălniceanu, care, în funcția de prim-ministru între 1863 și 1865, i-a permis domnitorului să pună în aplicare reformele foarte necesare.
În 1863, are loc secularizarea averilor mănăstirești. Aproximativ un sfert din întreaga suprafață a țării aparținea Bisericii și a fost confiscată de domnitor, pentru a servi reformei agrare din 1864. Prin aceasta din urmă au fost împroprietărite 400.000 de familii și s-au desființat cu totul orânduirile feudale. Tot in 1864 a fost terminată Universitatea din București.
Se pun bazele unui cod civil și a Codului Penal, se instituie învățământul obligatoriu de patru clase și încep să se aplice impozite pentru infrastructură.
Reformele lui Alexandru Ioan Cuza au schimbat din temelii societatea românească, domnitorul dorind o apropiere cat mai rapida de nivelul de dezvoltare al tarilor occidentale, însă, împotriva domniei lui Cuza încep să se coalizeze liberalii radicali și conservatorii, ce erau nemulțumiți de acțiunile domnului român.
Domnia sa, din 1859 si până în 1866 a reprezentat alţi pași spre modernizare prin realizarea unirii depline, cu doar un domn, un Guvern şi o Adunare, dar şi prin realizarea unor reforme importante, printre care cea agrară şi cea a învăţământului, dar şi adoptarea unei noi legi fundamentale.
S-a remarcat prin calitățile sale morale , prin spiritul de dreptate și prin viziunea sa înnoitoare cu privire la un stat modern.
După cum afirma, consulul francez la București, Leon Beclard „Colonelul Cuza are una dintre calitățile cele mai rare și în consecință, cea mai prețioasă, sinceritatea. Am găsit la el de asemenea, bunul simț și modestia. Ar fi omul pe care-l cere situația să vină, un om cinstit, plin de dragoste pentru țara sa, foarte hotărât să pună în practică unirea și ideile sale de reformă și progres.”
Domnitorul Alexandru Ioan Cuza a fost un mare patriot, o persoană bună la suflet, abilă și prietenoasă. El este înfăţişat ca având aceeaşi pieptănătură, cu cărare pe partea dreaptă ca şi cunoscuţii favoriţi ai ofiţerilor superiori de cavalerie. Vestimentaţia este însă una nouă. Domnitorul poartă o ulancă, piesă vestimentară de inspiraţie franceză. Aceasta a fost adoptată în Moldova la 1857, în timpul caimacamului Vogoride, întrând în dotarea ofiţerilor de lăncieri (cavalerie). Ea era haină scurtă, îmblănită, destinată ofiţerilor de cavalerie, pentru anotimpul rece, dolmanul de mai târziu. La ulancă nu se purtau epoleţi, gradele ofiţerilor superiori fiind marcate cu un galon de fir, dispus ”în şevron”, la partea superioară manşetelor. Pe lângă favoriţii obişnuiţi are şi bărbia acoperită de păr, conturându-se o ”barbă întreagă”. Un alt detaliu interesant poate fi remarcat la garda sabie, care apare ca ajurată, prezentând numeroase perforaţii.
Acesta apare în uniforma de lăncieri, de culoare bleumarin (civit), ţinuta zilnică, fără plastron; colţul răsfrânt al tunicii şi manşetele sunt întunecate, doar paspoalate cu alb. Pantalonii de culoare gri, cu lampas alb, indică ţinuta zilnică de călărie şi nu pe cea de serviciu. Epoleţii şi nasturii aurii, lampasul şi paspoalele albe ale uniformei arată că Alexandru Ioan Cuza este îmbrăcat în uniforma de general de cavalerie (lăncieri) a Ţării Româneşti.
În toate portretele sale, Cuza apare în uniformă militară. Acest fapt nu se datorează anilor petrecuţi ca ofiţer în Armata Moldovei, ci obiceiului stabilit după adoptarea Regulamentul Organic (1831), ca principii domnitori să utilizeze uniforma militară ca ţinută oficială, indiferent dacă erau sau nu militari de carieră. Această regulă a fost introdusă, în aceeaşi perioadă, şi în ţările vecine, precum Grecia sau Serbia.
Părul domnitorului, ceva mai lung decât în portretele mai târzii, este pieptănat spre spate, cu cărare spre stânga. Cuza este înfăţişat aici cu favoriţii de colonel de cavalerie. Uniforma de ofiţer de lăncieri este cabrată pe trup şi are mânecile înguste. La gât, el are înfăşurată obişnuita eşarfă de mătase neagră, ce cuprinde gulerul alb al cămăşii. Epoletul vizibil, cu franjuri groase, atârnând liber, arată gradul de general. Pe umărul stâng o mantie cu guler de hermină, arătând calitatea de principe a celui portretizat.
În 1866 Al. I. Cuza este forţat să abdice, statul român fiind acum gata de o nouă etapă, cea a unui prinţ străin care să continue opera sa modernizatoare.
Plecat în exil ajunge la Viena, apoi la Paris, Florenţa şi Heidelberg, în Germania. Va muri la doar 53 de ani. Va fi înmormântat iniţial la Biserica domnească de lângă Palatul de la Ruginoasa, conform dorinței sale, pentru ca mai apoi trupul său să fie adus la Biserica Trei Ierarhi din Iaşi.
Din cuvântarea lui Kogălniceanu la înmormântarea domnitorului reies calitățile acestuia:
„Nu greşelile lui l-au răsturnat, ci faptele lui cele mari. Ele sunt nepieritoare veşnica lui amintire nu se va stinge din inimile noastre şi ale fiilor noştri: şi cât va avea țara aceasta o istorie, cea mai frumoasă pagină va fi aceea a lui Alexandru Ioan Cuza.”
După destrămarea primei uniri politice a Țărilor Române, realizată în anul 1600 de Mihai Viteazul, poporul și-a dorit mereu să trăiască într-un singur stat.
“Unirea națională fu visarea iubită a voievozilor noștri cei viteji, a tuturor bărbaților noștri cei mari… Pentru dânsa ei trăiră, munciră, suferiră și muriră.”
( Nicolae Bălcescu – istoric )
În secolul al XIX-lea, Țările Române erau învecinate cu mari puteri (Imperiul Otoman, Imperiul Habsburgic și Imperiul Rus), care doreau să-și extindă teritoriile. Astfel, cărturarii români care trăiau în străinătate au susținut ideea Unirii principatelor române, cerând sprijin țărilor din vestul Europei. Înfăptuirea Unirii a fost pregătită din timp. În 1857 au avut loc consultări ale reprezentanților țăranilor, boierilor, orășenilor, intelectualilor, în cadrul adunărilor ad-hoc. Printre cei care susțineau ideea Unirii erau și Mihail Kogălniceanu, Vasile Alecsandri,
C.A. Rosetti, Costache Negri.
Alegerea lui Alexandru Ioan Cuza ca domnitor al celor două Principate Române (Moldova - 5 ian. 1859 și Țara Românească – 24 ian. 1859) a însemnat Unirea și formarea unui stat modern.
Alexandru Ioan Cuza a devenit domnitorul unui nou stat român, numit Principatele Unite ale Moldovei și Țării Românești. Acest lucru a fost posibil datorită luptei permanente a revoluționarilor pașoptiști (luptători în Revoluția de la 1848-1849).