В 1830–1848 в почти полностью неграмотной Сербии была создана система образования благодаря приглашению из Воеводины образованных сербов. Вук Караджич, реформатор сербского языка, предложил определять границы распространения сербской нации по употреблению штокавианского диалекта, который использовался также католиками-хорватами и мусульманами-боснийцами. Основываясь на этих идеях, министр внутренних дел Сербии Илья Гарашанин разработал план, предусматривавший включение большинства югославянских земель в состав Великого Сербского государства.
В течение последующих двух десятилетий были заложены основы сербского либерализма. В 1866 в среде образованной городской сербской молодежи Австрии, Венгрии и Сербии была создана культурно-просветительская организация «Омладина» (Объединение сербской молодежи), оппозиционная режиму Михаила Обреновича. Сербский князь Михаил Обренович, наследовавший своему отцу и правивший с 1839 по 1842 и с 1860 по 1868, при поддержке России добился ликвидации всех турецких крепостей в стране, создавал союзы с другими балканскими государствами и разрабатывал планы по созданию сербско-болгарского дуалистического государства. В 1868 он был убит политическими противниками, и княжеский престол занял его 14-летний родственник Милан Обренович (правил до 1889). Регентом при нем состоял сербский государственный и политический деятель Йован Ристич, впоследствии занимавший посты премьер-министра и министра иностранных дел. По инициативе Ристича в 1869 была принята конституция Сербии.
В конце 1870-х годов под влиянием идей Прудона, Герцена, Чернышевского, Бакунина и Маркса происходил рост политической активности сербской интеллигенции в Воеводине и Сербском княжестве. «Омладина»раскололась на сторонников консервативного либерализма и приверженцев радикализма, или социализма. Главными представителями второго течения были Светозар Милетич в Воеводине, Любен Каравелов в Болгарии, Васо Пелагич в Боснии и Светозар Маркович в Сербии, которые активно пропагандировали марксизм и взгляды Чернышевского.
После поражения Парижской коммуны (1871) сербское правительство решило подавить радикализм, который приобрел популярность среди крестьянства и образованной городской молодежи. Венгрия предприняла аналогичные меры против «Омладины». Однако радикальные идеи продолжали распространяться. В те годы либералы, радикалы, панслависты и славянофилы сходились в одном – необходимости оказать помощь православным крестьянам Боснии и Герцеговины, поднявшим восстание против Турции.
Плохо подготовленная и слабо вооруженная, возглавляемая неопытными командирами, сербская армия в 1876 избежала разгрома только благодаря дипломатическому вмешательству России. Турция была ослаблена вследствие русско-турецкой войны 1877–1878. Повторное вступление Сербии в войну против Османской империи позволило ей расширить территорию. Австро-Венгрия, стремясь предотвратить создание Великой Сербии, оккупировала Боснию и Герцеговину. Россия, со своей стороны, планировала создать Великую Болгарию с включением в ее состав большей части Македонии, Фракии, а также некоторых территорий, населенных этническими греками. Однако сопротивление великих держав планам России предотвратило создание Великой Болгарии, а по решению Берлинского конгресса 1878 Сербия получила независимость от Турции и ее границы были отодвинуты на юг до Вране и на восток до Пирота.
Сербия сразу же попала под политическое и экономическое влияние Австро-Венгрии. В качестве компенсации за тайное соглашение об отказе Сербии от претензий на Боснию и Герцеговину и Нови-Пазар и его окрестности (в области Рашка), благодаря чему Сербия могла вплотную приблизиться к Черногории и получить выход к Адриатическому морю, Австро-Венгрия позволила князю Милану провозгласить себя в 1882 королем Сербии. Ему была обещана дипломатическая поддержка в реализации экспансионистских планов в отношении территорий, лежавших к юго-востоку от Сербии. Между тем Австро-Венгрия вынудила Сербию начать строительство железной дороги, которая должна была соединить Вену (через Белград и Ниш) с Салониками и Стамбулом.
В обстановке растущего общественного и идеологического расслоения в 1881 в Сербии сформировался ряд политических партий: Радикальная партия под руководством Николы Пашича (бывшего помощника Светозара Марковича); Прогрессивная партия с консервативной политической идеологией, направленной на поощрение ускоренного экономического развития городов; Либеральная партия, ставившая своей целью установление политических свобод.
Это политическое брожение расстроило планы короля Милана. В 1883 он приказал конфисковать все огнестрельное оружие, которое хранилось у сербских крестьян, что спровоцировало восстание в восточной Сербии. Милан подавил его, причем всю ответственность за предпринятые репрессии возложил на Радикальную партию, а ее лидеров заключил в тюрьму или вынудил бежать в Болгарию. В 1885 Болгария оккупировала автономную османскую область Восточная Румелия. Поскольку это нарушило планы Милана, заключавшиеся в экспансии на юг, он объявил войну Болгарии. Однако сербы не были настроены враждебно к своим южнославянским соседям. Несмотря на военное поражение, благодаря дипломатическому вмешательству Австрии Сербия избежала территориальных уступок. Однако в связи с обострением внутренней ситуации Милан был вынужден пойти навстречу радикалам и принять в 1888 конституцию, в которой декларировались основные права и свободы.
В 1889 Милан отрекся от престола. Королем стал его сын Александр Обренович (правил до 1903). В 1893 реакционные силы во главе с королем совершили государственный переворот, отменили конституцию 1888 и вернули конституцию 1869, предоставлявшую монарху неограниченные права. Недовольное население начало искать новую политическую ориентацию и нашло ее в созданной в августе 1903 Социал-демократической партии Сербии, включившей в свою программу социалистические идеи Светозара Марковича. Сторонники Радикальной партии создали Независимую радикальную партию, оппозиционную королю Александру. 28–29 мая 1903 группа армейских офицеров организовала тайный заговор, результатом которого стало убийство короля и королевы.
После смерти Александра Обреновича трон занял король Петр I из династии Карагеоргиевичей (правил до 1921, с 1911 – совместно с сыном Александром). При Петре Сербия вступила в стадию коренных преобразований. Укреплялось парламентское управление, восстанавливались политические свободы, происходил экономический рост страны. Австрия противодействовала союзу Сербии и Болгарии, но Сербия оказывала сопротивление всеми доступными политическими и экономическими средствами. Она присоединилась к франко-российскому союзу (оформлен в 1890-е годы) и нашла новые рынки для своих товаров.
В ответ на аннексию Австро-Венгрией Боснии и Герцеговины (1908) Сербия заключила союзы с Болгарией, Черногорией и Грецией. В 1912 балканские союзники развязали войну против Турции (1-я Балканская война), ослабленной Триполитанской (итало-турецкой) войной 1911–1912. Сербия оккупировала всю северную и центральную части Македонии и бóльшую часть Албании, однако союзники перессорились из-за трофеев, и в 1913 Болгария напала на Сербию и Грецию (2-я Балканская война). Болгарская армия вскоре потерпели поражение в войне, поскольку на стороне Сербии выступили Румыния и Турция, предпринявшая наступление во Фракии. Сербия сохранила свои завоевания в Македонии, однако вмешательство европейских держав заставило ее отказаться от притязаний на албанскую территорию, и тем самым она не получила выхода к побережью Адриатического моря.
Военные победы 1912–1913 воспрепятствовали австрийским планам поглощения Сербии и установления контроля над железной дорогой в Салоники. Престиж Королевства Сербия поднялся на невиданную доселе высоту, усилилось его влияние среди южных славян Австро-Венгрии. Группа боснийско-сербской молодежи, связанная с полувоенной организацией «Объединение или смерть» и вступившая в сговор с представителями офицерства Сербии, спланировала и осуществила 28 июня 1914 в столице Боснии Сараево убийство австрийского эрцгерцога Франца Фердинанда. В ответ австро-венгерское правительство объявило войну Сербии, которая через несколько дней переросла в Первую мировую войну. На начальном этапе Сербия одержала ряд военных побед, но с конца 1915 была почти целиком оккупирована австро-венгерскими и болгарскими войсками. Еще весной 1915 глава сербского правительства Никола Пашич заявлял, что сербы и черногорцы воюют за освобождение своих братьев, и призывал к созданию Великой Сербии. Только к 1917 он смягчил свою позицию, выступив на стороне федерализма, но с сохранением монархии. Царское, а затем и Временное правительство России поддержали эту линию, но после октябрьского переворота 1917 появилась социалистическая альтернатива – создание федеративной республики на Балканах. В Сербии резко активизировались антибольшевистские настроения, сохранившиеся и после образования 1 декабря 1918 независимого Королевства сербов, хорватов и словенцев.