1576. október 12-én lépett a császári trónra,de már 1572. szeptember 8-án magyar királlyá koronázták. Nem voltak kiemelkedő uralkodói erényei, sőt öröklött elmebaja és vérbaja miatt fokozatosan elhatalmasodott rajta az őrültség. Ideje nagy részét a tudományok kötötték le, kedvelte az asztrológiát és alkímiát. Udvarában Kepler és Tycho de Brahe is megfordult. A tizenötéves magyarországi török háborúban zsoldosai feldúlták az országot. Nem tudta lecsillapítani a magyar uralkodói rendek elégedetlenségét, amely a nádori szék betöltetlensége, a német zsoldosok garázdálkodása, s a bécsi kamara illetéktelen lépései miatt erősödött föl. Rekatolizáló lépései még inkább népszerűtlenné tették. A helyzetet kihasználva öccse, a későbbi II. Mátyás maga mellé állította a magyar és osztrák arisztokrácia nagy részét, és az 1608-as pozsonyi országgyűlésen szövetséget kötött velük. 1608 áprilisában Rudolfot fegyverrel kényszerítették a magyar trónról való lemondásra, majd 1611-ben a cseh koronáról is lemondott, de a császári címet haláláig viselte.