Основой сюжета произведения «Стрелецкий бунт» стали исторические события, произошедшие в начале правления Петра I. Работа демонстрирует одну из сцен московского восстания стрелецкого войска 1682 года, имевшего сложную подоплеку. После смерти бездетного царя Фёдора Алексеевича разгорелась борьба двух сильных боярских кланов, поддерживавших разных детей царя Алексея Михайловича в качестве претендентов на престол. Милославские желали видеть государем царевича Ивана (Иоанна), а Нарышкины — царевича Петра. Свои интересы отстаивала и 25-летняя царевна Софья Алексеевна.

Апогеем этого противостояния стал стрелецкий бунт, после которого правителями страны были названы все трое: царевич Иоанн, царевич Пётр и царевна Софья, ставшая регентшей при своих малолетних братьях. Поводом для волнения стрельцов стало ложное известие о смерти царевича Иоанна, ловко распространенное Милославскими. Взбудораженное войско явилось в Кремль с требованием выдать им Нарышкиных, «замучивших» царевича.

Желая усмирить и образумить стрельцов, к ним на Красное крыльцо Грановитой палаты в сопровождении бояр вышли царица Наталья Кирилловна с обоими царевичами и патриарх Иоаким, принявшийся со ступеней успокаивать мятежников. Толпа, увидев обоих царевичей живыми и невредимыми, какое-то время пребывала в замешательстве. Именно эту минуту мастерски показывает художник — кажется, что усилием воли историю можно переменить.

Но уже через миг, в ответ на требование князя Михаила Долгорукова разойтись по казармам, разъяренные стрельцы бросились на крыльцо, схватили князя и бросили его на копья, после чего ворвались в Кремль и продолжили начатую расправу.

Спустя год после написания исторического полотна Николай Дмитриев сам стал участником бунта — «бунта четырнадцати», знаменитого протеста 13 молодых художников и скульптора Василия Петровича Крейтана. Молодые люди выступили против написания картин на заданную советом Академии художеств, единую для всех конкурсантов тему из скандинавской мифологии — «Пир в Валгалле». «Бунтовщики» подали прошение с просьбой предоставить им свободный выбор сюжета — в соответствии с личными наклонностями каждого художника. Совет Академии счел этот поступок дерзостью.

После «бунта» Дмитриев вместе с другими живописцами, многие из которых позже составили гордость русского искусства, вышел из учебного заведения со скромным званием классного художника 2-й степени и принял участие в учреждении Артели художников, членом которой был до 1871 года. Именно в «артельный» период Дмитриев стал подписывать свои картины как «Дмитриев-Оренбургский», чтобы отличаться от художников-однофамильцев. Это добавление к фамилии не случайно — отец художника был помещиком Оренбургской губернии.