Počátek konfliktu, který později dostane jméno „velká severní válka“ a jenž změní mocenskou mapu Evropy, byl pro Rusko velmi nešťastný. Ruské vojsko, velmi početné, ale tvořené většinou špatně vyzbrojenou a těžce ovladatelnou zemskou hotovostí, jejímž hlavním cílem bylo nějak přežít nemilou vojenskou povinnost, bylo pro švédské profesionály snadným soupeřem. Když se 30. listopadu 1700 u Narvy střetlo 40.000 ruských vojáků se sotva čtvrtinou Švédů tváří v tvář, byl výsledek bitvy pro Rusy katastrofální. Mladičký švédský král Karel XII. (zvaný též „poslední viking“), však udělal osudovou chybu – prchající armádu nepronásledoval a ty, kteří padli do švédského zajetí brzy propustil. Nezkušený panovník byl opojen snadným vítězstvím a nabyl zcela mylného přesvědčení, že stejně se dokáže vypořádat s Rusy i kdykoliv v budoucnu…
Car Petr se však s elánem sobě vlastním pustil do reformy pozemní armády. Kromě urychlené výroby nových děl (a výstavbou železářských hamrů na Urale), bylo nutné vytvořit i jízdní dělostřelectvo a jízdu vůbec. První husarské pluky vznikly již několik měsíců po katastrofě u Narvy. Protože jediné části vojska, které u Narvy relativně obstály, byly – kromě elitních carských pluků (potěšného vojska)a jízdy generála Šeremetěva – pluky takzvaného cizího typu pod velením zkušených důstojníků ze západní Evropy, zintenzivnil i nábor dalších cizinců. S reorganizovanou a posílenou armádou se Rusům v čele s Borisem Šeremetěvem dařilo nesrovnatelně lépe. V letech 1701-1704 bylo dobyto celé Livonsko včetně Narvy. V rámci tohoto tažení byla dobyta v roce 1703 i malá pevnost Nyenskans v ústí řeky Něvy do Finského zálivu. Rusové je přejmenovali na Petropavlovskou a tato citadela dodnes dominuje městu Petrohrad. Švédský král mezitím vítězně procházel Polskem jako nůž máslem. V září 1706 uzavřel polský král August II. se Švédskem mír a Rusko pojednou stálo proti neporazitelnému Karlovi XII. osamoceno.
Už koncem roku 1705 se dala švédská armáda na pochod směrem ke Grodnu, kde se opevnilo carské vojsko. Snad nikdo nepochyboval, že Švédové slavně zvítězí a jádro ruské armády bude zničeno. Jenže kníže Menšikov místo střetu svoji armádu rozptýlil a stáhl přes řeku Němen těsně před táním, jenž následně uvěznilo Švédy v oblasti rozsáhlých mokřin, kde jim jejich vojenské schopnosti byly k ničemu. Karel XII. pak odtáhl do Saska a zdržel se tam do srpna 1707, tím poskytl Rusům další potřebný čas, který byl využit k opevňovacím pracem a vyklízením oblastí mezi hranicí a Moskvou, čímž Rusové později Švédům znemožnili doplňovaní zásob při jejich očekávaném postupu na hlavní město.
Hlavní švédské tažení začalo až ve druhé polovině roku 1707. Rusům se dařilo úspěšně vyhýbat se rozhodující bitvě. Díky této taktice Švédům postupně docházel elán i síly, ale hlavně zásoby. Ty měl doplnit sbor generála Lewenhaupta, který však Rusové rozprášili v bitvě u Lesné. Poté se Karel rozhodl posílit své pozice spojením s ukrajinským hejtmanem Ivanem Mazepou, kterému se však lidové povstání na Ukrajině vyvolat nepodařilo. Selhání tohoto spojence, ruské vyhýbání se bitvě a krutá zima ve spojení s obrovskými vzdálenostmi a vylidněnou krajinou bez možností doplnit zásoby – udělaly své. Když Karel XII. v květnu 1709 oblehl ukrajinské město Poltava, měl už jen asi polovinu původního počtu vojáků a ti, kteří dosud žili, byli mučeni hladem, nemocemi a deziluzí. 8. července 1709 u stále se bránící Poltavy došlo k bitvě s ruskou armádou, ve které byli Švédové zcela zničeni a Karel XII. na poslední chvíli utekl pod ochranu Turků.
Situace se pak od základu změnila. Švédové šli od porážky k porážce a definitivně ztratili své postavení severské velmoci. Mírem v Nystadu v srpnu 1721 byl podepsán „věčný mír“ ve kterém se Švédsko ve prospěch Ruska vzdalo Livonska, Estonska, Ingrie a části Karélie s Vyborgem. Na základě tohoto úspěchu byl car svým senátem jmenován imperátorem a otcem vlasti. Od této chvíle byl oslavován jako Petr Veliký. Sever Evropy získal nového hegemona.