محمدعلی‌شاه از مخالفان مشروطه بود و مجلس شورای ملی را به توپ بست و آزادیخواهان را به قتل رساند. پس از حمله به مجلس دوره موسوم استبداد صغیر آغاز گردید. او پس از فتح تهران توسط مشروطه‌خواهان، به سفارت روسیه در تهران پناهنده شد و با فشارهای داخلی و خارجی مجبور به ترک ایران شد. مشروطه‌خواهان پس از وی پسر خردسالش احمدشاه را به سلطنت انتخاب کردند. محمدعلی شاه وابستگی زیادی به دولت روسیه داشت. در دوره پادشاهی او سوء قصدی علیه او شد که نافرجام ماند. محمدعلی‌شاه در سال ۱۳۰۴ در ایتالیا درگذشت و او را در کربلا به خاک سپردند.

محمدعلی میرزا پس از ترور ناصرالدین شاه پدربزرگش و تاج‌گذاری مظفرالدین شاه پدرش، والی آذربایجان شد. در همین زمان بود که عثمانی میرزا آقاخان کرمانی یکی از منورالفکران دوره مشروطه و عده دیگر از طرفداران سید جمال‌الدین اسدآبادی را به جرم مشارکت در قتل ناصرالدین شاه به ایران سپرد. محمدعلی میرزا آنان را سر برید و پوست کاه‌اندودشان را برای پدرش به تهران فرستاد.