Tháng 3, năm 1400, Hồ Quý Ly lên ngôi, đặt niên hiệu là Thánh Nguyên (聖元), đổi quốc hiệu là Đại Ngu. Chưa được một năm, theo cách nhà Trần, ông nhường ngôi cho con thứ là Hồ Hán Thương, làm Thái Thượng hoàng nhưng vẫn tự mình quyết đoán mọi công việc. Về phần Trần Thiếu Đế, do là cháu ngoại nên ông chỉ phế làm Bảo Ninh đại vương và giam lỏng.

Năm 1403, ông ban hành các đồ đo lường (cân, thước, đấu, thưng) để làm chuẩn trong việc buôn bán.

Năm 1404, Hồ Quý Ly và Hồ Hán Thương quy định các người đỗ thi Hương phải qua kì thi làm toán pháp mới được tiếp tục thi Hội.

Trước sự lăm le xâm lược của nhà Minh, Hồ Quý Ly tích cực chấn chỉnh quân đội, xây thành, đóng thuyền chiến, v.v. Ông thường hỏi các quan:

"Ta làm thế nào cho có 100 vạn quân để đánh giặc Bắc?"

Để có nhiều quân, Hồ Quý Ly lập ra hộ tịch bắt mọi người cứ 2 tuổi trở lên phải kê khai ai ẩn náu phải phạt. Hộ tịch làm xong, số người từ 15 tuổi đến 60 hơn gấp mấy lần trước. Quân số do vậy tăng thêm nhiều.

Hồ Quý Ly đặc biệt chú trọng luyện tập thủy binh để giữ mặt sông mặt biển. Ông cho đóng những con thuyền lớn bên trên lát ván để đi lại dễ dàng, khoang dưới cho người chèo chống rất lợi hại. Ở các cửa bể và những nơi hiểm yếu trên các sông lớn, ông cho đóng cọc, hình thành những trận địa mai phục quy mô.

Về biên chế quân đội, Quý Ly phân chia Nam Bắc gồm 12 vệ, Đông Tây phân ra 8 vệ. Mỗi vệ có 18 đội, mỗi đội có 18 người. Đại quân có 30 đội, trung quân 20 đội Mỗi doanh có 15 đội, mỗi đoàn có 10 đội. Ngoài ra còn 5 đội cấm vệ quân. Tất cả do một Đại tướng thống lĩnh.

Về mặt xã hội, ông thiết lập sở Quản tế (như ti y tế ngày nay). Ở các lộ, ông đều lập một kho lúa gọi là Thường bình, lấy tiền công mua lúa trữ vào, phòng những năm mất mùa đem bán rẻ cho dân chúng.

Ông thực thi lại chính sách phân phối ruộng đất, quy định trong nước chỉ trừ đại vương và trưởng công chúa, còn không người nào được phép có quá 10 mẫu ruộng. Số ruộng thừa phải nộp lại cho Nhà nước. Ông còn hạn chế số nô tì trong các nhà quyền quý, các gia đình phải tùy theo thứ bậc mà nuôi tôi tớ nhiều hay ít, không được quá số quy định.