Krátká, jedenáctiletá vláda Sancha IV. Udatného, byla poznamenána rebeliemi urozenců pod vedením jeho mladšího bratra Juana a potomků prvorozeného bratra Fernanda de la Cerda. Sancho také celý zbytek života věnoval získání papežského dispensu k legitimizaci svého sňatku s Marií a potomků vzešlých z tohoto svazku. Marie tento boj dovedla k vítězství až pět let po jeho smrti.
Na začátku vlády upevnil svou moc uvržením bratra dona Juana do vězení a popravami více než 4500 následovníků prince Alfonsa de la Cerda, včetně vládce Biskajska, dona Lope Díaz III de Haro. Po popravách bratrovi udělil milost a propustil ho z vězení.
Aby získal papežský dispens a legitimizoval svou vládu, musel Sancho prokázat, že je křesťanštější vládce, než mnozí jiní. Začal hned korunovací. Španělští vládci od dávných dob žárlivě střežili zvyk vlastnoruční korunovace. Sancho se nechal korunovat čtyřmi biskupy. Ku příležitosti korunovace nechal uspořádat zbožné procesí v Toledu a nechal se zvednout na štítu, aby ukázal, že je pokračovatelem linie Vizigótských vládců.
Na pokraji občanské války obnovil svatou válku proti muslimům, aby přeorientoval síly vlastní nobility z vyvolávání vnitřních konfliktů směrem na vnějšího nepřítele. V roce 1291 se dohodl s králem Aragónského království Jaime II na společném postupu proti Maurům. Muslimská vojska před Sanchovou osobní standartou prchala. Vysílal delegace do Francie, Říma a jiných zemí, aby získal podporu ostatních vládců u papeže. Vyhnal nenáviděné židy z vedení královské pokladny a ze dvora. Dvořané Alfonsa X. se rozprchli po Evropě – mnoho na dvůr portugalského krále Dionisa, někteří skončili až na pražském Vyšehradě (Alvaro de Ovieda). Učené židy a muslimy na dvoře nahradil orientací na toledskou školu, oporu hledal u arcibiskupů.
Sancho vykonal pěšky zbožnou pouť do Santiaga a podporoval vydávání (Castigos del rey don Sancho IV. – zrcadla princů) a překládání knih (Kniha pokladů, Lucidario), také pokračoval v práci na dějepisných knihách započatých otcem – Estoria de Espaňa.
Jeho žena Maria de Molina přes síť známých manželek vlivných urozenců, především z klanu Lara, významně pomáhala starat se o vnitřní politiku země a mírnit Sanchovu tvrdost. V nepřítomnosti manžela Marie vedla místní samosprávu i vojska a silou i politikou potlačovala nové pokusy o vzpouru a zajišťovala manželovu vojsku dodávky proviantu.
Na podporu křížové výpravy dal Sancho dvorskými trubadúry skládat básně se jmény hrdinů, kteří se zasloužili o významné úspěchy jeho válečných tažení (Gran conquista de Ultramar). Papež umožnil Sanchovi financovat křížovou výpravu třetinou desátků vybraných církví. Sanchovi se v roce 1292 povedlo dobýt Tarifu.
V roce 1293-4 se kastilský princ don Juan dohodl s Marokem a Granadou a oblehl hrad Guzmána Dobrého v Tarifě. Don Juan vyhrožoval Guzmánovi popravou zajatého Guzmánova syna, aby ho donutil vydat město. Guzmán Juanovi hodil s hradeb dýku se slovy „Nepočal jsem syna proto, aby ho někdo využil proti mé zemi, ale aby sloužil v boji s nepřáteli země. Done Juane, zahubíš-li mého syna, prokážeš tím čest mému synovi i mně a zasloužíš si věčnou hanbu na světě a věčné zatracení po smrti.“ Město i hrad Guzmán ubránil a král mu dal darem velké pozemky.
Sancho řešil kromě politických krizí i ekonomické problémy vzniklé velkými přesuny populace z produktivních severních částí země na jih do nově dobytých území. Při dalším obléhání Tarify Sancho onemocněl pravděpodobně tuberkulózou a v roce 1295 zemřel. Zanechal po sobě devítiletého syna Ferdinanda a manželku ještě stihl ustanovit královnou regentkou.