Wzrost zagrożenia ze strony Rosji na Bałkanach zmusił cesarza do zawarcia sojuszu wojskowego z Niemcami (1879), do którego trzy lata później przystąpiły Włochy. W ten sposób uformowało się Trójprzymierze, jeden z dwóch wielkich bloków militarnych w Europie.
We wrześniu 1880 cesarz odbył podróż do Galicji, gdzie został owacyjnie przyjęty przez mieszkańców. W Krakowie obiecał pomóc w restauracji Zamku Królewskiego na Wawelu. Pod wpływem skutków tragicznego pożaru Ringtheater w Wiedniu, który miał miejsce 8 grudnia 1881 i pochłonął 386 ofiar Franciszek Józef z prywatnych środków sfinansował budowę tzw. Sühnhaus – budynku czynszowego dla ubogich. Wielkim wstrząsem dla cesarza było domniemane samobójstwo jego syna Rudolfa w Mayerlingu (1889) oraz morderstwo jego żony Elżbiety Bawarskiej (1898). Następcą tronu został brat cesarza, arcyksiążę Karol Ludwik, a po jego śmierci jego syn, arcyksiążę Franciszek Ferdynand. W sierpniu 1903 podczas konklawe Franciszek Józef za pośrednictwem kardynała Jana Puzyny, biskupa krakowskiego zgłosił po raz ostatni w historii weto (tzw. ekskluzywę), uniemożliwiając tym samym wybór kardynała Mariano Rampolla del Tindaro na papieża.
Ostatnie lata życia thumb|Franciszek Józef I na obrazie Kazimierza Pochwalskiego, 1910|341x341px