Han etterfulgte sin bror Abdülmecit som sultan i 1861 og viste snart alvorlige intensjoner om å slå inn på en liberal reformpolitikk. Han stadfestet sin brors liberale konstitusjon (hatt-i sjerif), nedsatte sivillisten fra 70 til 12 millioner piaster og erklærte seg å ville innskrenke haremets makt. Disse og andre reformer støttet på hard motstand hos hans folk og flere av hans sentrale medarbeidere, og fikk dermed ikke noen virkelig betydning.[trenger referanse]
Abdülaziz hadde to innflytelsesrike liberale rådgivere i Ali Pasja og Fuat Pasja.
Stor forundring vakte Abdülaziz ved sin, i strid mot landets sedvane i 1867 - foretatte reise til verdensutstillingen i Paris samt til England, Tyskland og Østerrike.[trenger referanse] Denne reisen styrket nok hans reformiver, men til syvende og sist oppfylte han likevel ikke forventningene til de reformvillige ministrene sine eller til Vesten.[trenger referanse] Dermed fikk den store administrative reform Abdülaziz etter hjemkomsten i 1868 foretok ved å forandre statsrådet til en slags rådgivende forsamling av 34 muslimer og 16 kristne ingen viktigere følger.[trenger referanse]
Indre og ytre forviklinger av alvorlig art opptok meget av hans tid. Opprøret på Kreta (1867-1869), som ble støttet av Hellas, endte imidlertid til et for osmanene fordelaktig resultat.
Sultan Abdülaziz var en av de konger og herskere som mottok brev av Bahai-lærens grunnlegger Bahá'u'lláh, som på 1860-tallet var blitt deportert til Tyrkia ved en overenskomst mellom Persia og Det osmanske rike. I brevet oppfordres sultanen til å vise sin takknemlighet til Gud ved å behandle sine undersåtter med kjærlighet. Bahá'u'lláh advarte dessuten Abdülaziz mot å omgi seg med ministrer som var ute etter å skade både sultanen og befolkningen.
Etter at såvel Ali Pasja som Fuat Pasja døde i 1871, kom Abdülaziz under stadig mer russisk innflytelse.[trenger referanse] Den nye storvesiren, Mahmut Nedim Pasja, rettet seg etter sultanens lynne, og slik ble hans gamle reformplaner lagt på hylla. I stedet beskjeftiget sultanen seg så med å endre tronfølgen til fordel for sønnen sin i strid mot den muslimske tronfølgeordningen (han hadde fortsatt mange brødre som var i live).[trenger referanse]
Egypts selvstendighetsbestrebelser ble kronet med hell i 1873, da kediven utnyttet sultanens pengeforlegenhet og vant en på det nærmeste suveren herskermakt. En voksende forvirring i rikets sosiale og finansielle forhold, statsbankerotten i 1875 og de samme år ved russiske agitasjoner fremkalte folkereisninger i Bosnia, Hercegovina og Bulgaria gav omsider blant folket opphav til en misnøye, som førte til «softaopprøret» i Konstantinopel den 11. mai1876, da Abdülaziz måtte la Mahmut falle.[trenger referanse]
Natten 29.-30. mai ble Abdülaziz tvunget av de nye makthaverne, med Mithat Pasja i spissen, å abdisere. Han ble på den sammes befaling så myrdet den 4. juni.[trenger referanse]