Победа над шведами под Нарвой и Дерптом пробудили у Петра жажду к прямым столкновениям с сильным противником. Раньше, при одном имени Карла, Пётр, терявший душевное равновесие, стремившийся любой ценой уклониться от боя, теперь заважничал, почувствовал себя способным преодолеть собственные слабости и стал всё больше и больше уделять внимание обучению и муштровке своей армии.
Он и своих генералов стал заставлять вникать в военные учебники и постигать науку победы. Большую помощь ему оказывали взятые в полон под Нарвой шведы.
Карл 12 продолжал всё также гоняться за королём Речи Посполитой Августом, но поймать неуловимого беглеца оказалось делом не простым. Ему нужно было плюнуть на короля но он, убеждённый в том, что Август серьёзный противник продолжал преследование и подобно Александру Македонскому увяз, запутавшись в собственной фикс - идее. До молодого русского царя Петра у него руки не доходили.
Пути неисповедимые приводят Карла 12 и его измотанную гвардию на Украину под Полтаву.
Тут, он пытается соединиться с войском гетмана Мазепы, который обещает ему сорок тысяч конницы, но обманывает и едва набирает девять тысяч.
Завоевание Ингерманландии Петром, строительство Санкт-Петербурга в устье Невы, успехи русских в Курляндии, побудили Карла 12 принять решение после разгрома Августа 2 повернуть военные действия против России и захватить Москву.
В 1706 году Август II потерпел поражение от Карла и лишился короны. Карл XII, уставший от укусов "сумасбродного Петра", начал поход против Московии.
Пётр I понимал неизбежность наступления шведов вглубь России. Но как пойдёт швед, какой путь выберет на Москву или на Санкт-Петербург пока было неизвестно.
А Карл 12 скрытно вышел из Варшавы и появился у стен Гродно, где квартировала русская армия под предводительством маршала Огильви.
Зимний переход шведов не предполагался. Были сильные морозы и снегопады, поэтому внезапно появившиеся шведы окружили русскую армию.
Корпус Меньшикова, бросившийся на прорыв блокады, был отброшен с серьёзными потерями.
Пока Огильви решал, биться ли за стенами или выходить в открытое поле Август 2 захватив с рзрешения Огильви четыре русских драгунских полкаи с гвардейцами саксонцами бежал из Гродно.
Русская армия находившаяся в кольце ещё и лишившись доброй части своих войск.
Обе армии (русская в Гродно и шведская в его окрестностях) испытывали большую нужду в съестных припасах.
Огильви писал Петру от 6 февраля 1706 года:
"Не знаю, как могу оправдаться пред Вашим Величеством и пред честным миром, которые оставили меня здесь при разорванном войске, без денег, без магазинов, без артиллерийских и полковых лошадей, всю армию привели в замешательство и, как скоро неприятель пришёл, убежали от войска и чина своего, не сказав мне ни слова!
У драгун нет ни одной подковы, и я не могу с места тронуться. Конница, пришедшая в Гродно в одно время с неприятелем, так утомлена, что ни к чему не способна.
Вся надежда на Бога!"
Русская армия потеряла за время блокады Гродно около 8 тыс. человек]. В свою очередь, для добычи провианта шведы вынуждены всё более отдаляться от Гродно и к марту 1706 года стояли уже в 40 верстах.
Скрытно, русская армия покидает город и направляется к Бресту, занимает его и движется дальше к Киеву. Этот переход уносит жизни ещё 9 тысяч солдат и офицеров.
Упустив русскую армию, Карл XII не стал её преследовать а сначала укрепил свои позиции в Великом княжестве Литовском, затем вернулся в Польшу, прошёл Силезию и занял Саксонию..
Генерал Ливенгаупт занял оставленную русскими Курляндию.
Таким образом русская армия избежала разгрома под Гродно в 1706 году, вскоре приехал в армию Пётр и состоялся вонный совет. Давать или не давать баталию Карлу? Если давать то в Польше или в границах России?
Над Петром ещё давлел авторитет Карла 12 и он настоял отступать к Полтаве, дабы при поражении можно было бы быстро скрыться в бескрайних степях Причерноморья.
На том и порешили.
Поход шведов через Белоруссию и по Украине оказался очень тяжёлым. Крестьяне прятали хлеб и скот, убивали фуражиров. Шведская армия оголодала.
Когда подошла к Полтаве потеряла до трети состава и насчитывала всего, вместе с казаками изменника Мазепы 35 тысч человек.
В марте 1709 года на сторону шведов перешли казаки Запорожской Сечи. Запорожцы перебили русский отряд Кемпбелла, посланный на усмирение Запорожья, и привели к шведам 115 пленных русских драгун. Самому Кемпбеллу удалось прорваться на север.
Эту задачу выполнил генерал Волконский. Сечь была взята и уничтожена.
Таким образом Пётр исполнил свой договор с Турцией и избавил Османскую империю от разгульных набегов казаков Запорожья.
Казаков Карл 12 при Полтаве так и не использовал. Они были ненадёжны и часто дезертировали скрываясь среди местного населения.
На военном совете шведского командования было решено атаковать русскую армию. План включал два этапа и строился он на внезапности атаки и на убеждении, что русская армия, как обычно, будет пассивна в наступлении а в основном станет обороняться.
Шведская пехота ранним утром под прикрытием темноты начинает атаку и прорывается в тыл русских в пространстве между их редутами, устроенными между Будыщанским и Яковецким лесами. Затем следует удар шведской кавалерии по русской коннице, сосредоточенной за редутами.
Карл XII располагал до 37 тыс. солдат из них десять тысяч собственной гвардии, остальные добровольцы из польских и украинских казачьих частей.
Непосредственно в Полтавском сражении принимало участие около 8000 пехоты (18 батальонов), 7800 кавалерии (14 полков кавалерии, корпус драбантов - 109 эскадронов) и около тысячи крестьян - валахов.
Русская армия насчитывала, по разным данным, до 80 тыс. солдат. Двадцать пять тысяч пехотинцев, 21 тысяча кавалерии и отряды калмыков. Остальные находились в резерве.
В сражении со шведской стороны участвовали четыре орудия.
Напротив, Пётр I уделял огромное внимание артиллерии. В итоге в Полтавской битве превосходство русских в материальной части стало подавляющим.
Энглунд описывает участие в бою 102 русских орудий; согласно исследованию П. А. Кротова, орудий в битве было 302. Командир Я. Брюс.
К рассвету шведы вышли на поле перед русскими редутами. Командующий русской кавалерией князь А. Д. Меньшиков, выстроив своих драгун в боевой порядок (17 полков; 10 тыс. сабель при 13 орудиях), двинулся навстречу шведам, желая встретить их как можно раньше и тем выиграть время для подготовки к бою главных сил.
Когда шведы увидели наступавших русских драгун, их конница быстро проскакала в промежутках между колоннами своей пехоты и стремительно бросилась на русскую конницу. Но русская кавалерия быстро оправилась после удара и потеснила шведов.
Шведской пехоте удалось захватить два первых недостроенных редута. Пленных не брали. Однако третий редут взять с ходу не удалось. Жестокий упорный бой продолжался больше часа; Затем Пётр приказал войскам отойти на главную позицию.
Здесь очень неважно показал себя князь Меньшиков и был заменён Р. Бауром.
Тем временем 10 батальонов шведской пехоты преодолели линию редутов и оказались прямо перед русским укреплённым лагерем, при этом Гренадёрский батальон лейб-гвардии понёс большие потери от огня русской артиллерии. Левенгаупт уже собирался начать атаку, но был остановлен приказом отойти к Будищенскому лесу и ожидать возвращения кавалерии и отставшей пехоты.
Именно в это время ядро из русского орудия разбило носилки Карла XII, король был ещё раз ранен.
Зато в плен попал генерал-майор Шлиппенбах.
Около шести часов утра Пётр вывел всю армию из лагеря и построил её в две линии, имея в центре пехоту под командованием генерал-фельдмаршала Б. П. Шереметева и генерала от инфантерии А. И. Репнина.
Ударную часть составили 40 батальонов пехоты, 17 полков кавалерии и вся артиллерия, расположенные впереди и по флангам редута.
Князь Репнин, оставаясь на позиции и руководя непосредственно действиями своих дивизий, получил срочное назначение заменять Петра.
Пётр, по своему обычаю, уклонился от решающего сражения и отбыл в неизвестном направлении, захватив 9 батальонов пехоты и кавалерию под начальством полковника Головина .
Шведы, воодушевляемое присутствием короля, яростно атаковали левый фланг русской армии. Под натиском шведов первая линия русских войск стала отступать. Напору противника поддались Казанский, Псковский, Сибирский, Московский Бутырский и Новгородский полки дивизии А. И. Репнина.
В передней линии русской пехоты образовался опасный разрыв боевого порядка: шведы штыковой атакой "опрокинули" 1-й батальон Новгородского полка, захватили свыше десятка русских орудий, некоторые из них они обратили против противника.
Пока правый фланг шведской пехоты прорывал фронт русской армии, её левый фланг даже не вступил в соприкосновение с русскими. Напротив, русская пехота правого фланга генерал-лейтенанта М. М. Голицына (самые опытные, в том числе гвардейские полки) атаковала шведскую пехоту и обратила её в бегство.
Кавалерия шведского левого фланга не успела поддержать собственную пехоту и вскоре сама была обращена в бегство, при этом командир Нюландского кавалерийского полка полковник Андерс Торстенссон погиб, а генерал-майор Х. Ю. Гамильтон попал в плен.
Бегство пехоты левого фланга обнажило центр боевых порядков шведов. Русская пехота усилила напор на противника, а таявшая тонкая линия шведов сломалась, разрывы между батальонами достигли 100-150 м.
Фланги русской армии охватили боевой порядок шведов. Шведы уже устали от напряжённого боя. Под натиском русских сил потерявшие строй шведы начали беспорядочное отступление.
Ещё гремела победная канонада боя когда к армии пожаловал царь Пётр.
Пленные шведские генералы были приглашены в праздничный шатёр; фельдмаршалу Реншильду и принцу Вюртембергскому были возвращены шпаги. За столом Пётр много пил за верность и храбрость шведов и за здоровье своих учителей в ратном деле, целовался с генералами и одаривал их памятными подарками..
В погоню за раненым Карлом Пётр отрядил 10 драгунских полков Р. Х. Баура и Семёновский лейб-гвардии полк М. М. Голицына, посаженный на лошадей. На следующий день в преследование включился А. Д. Меньшиков с ротой лейб-шквадрона.
Карл XII с Мазепой сумели бежать. Шведский король скрылся на территории Османской империи в Бендерах.
Вскоре после битвы начались многочисленные казни изменников-казаков.