На предложения русской стороны о мире король Карл II отвечает категорическим отказом. В декабре 1706 года в местечке Жолкиев (ныне город Нестеров Львовской области Украины) Пётр I собирает военный совет для выработки плана дальнейших действий в Северной войне. Совет принимает решение отказаться от генерального сражения с шведами на польской территории, а «дать баталию при своих границах». Русская армия становится на прикрытие западной государственной границы.
Летом 1708 года шведская армия под командованием короля Карла XII выступила в поход на Россию, она двигалась на московском направлении. В сражении у Головчина шведы нанесли поражение дивизии генерала Репнина, за что Пётр I разжаловал того в рядовые солдаты (потом царь простит его). Эта мера произвела большое впечатление, особенно на офицеров и генералов.
В июле шведы заняли город Могилёв. На помощь королю с огромным обозом из Риги поспешил её генерал-губернатор Левенгаупт. В то время шведская армия начала испытывать трудности с провиантом и фуражом. Путь на Москву был надёжно закрыт русской армией. На всём пути движения шведов русские уничтожали запасы продовольствия и фуража. В таких условиях шведский король, после разгрома его авангарда под командованием генерала Росса у села Доброе, отказался идти на Смоленск и повернул на юг, на Украину. Там его ждал изменник гетман Мазепа, обещавший Карлу XII поднять против России все украинское казачество и поставить необходимый провиант, фураж и боеприпасы.
Королевская армия все же вышла к русской границе у деревни Стариши. Впереди за реками Вихря и Городня стояла русская армия. Карл XII отказался от мысли дать ей генеральное сражение и окончательно повернул на юг. Пётр I поручил Шереметеву преследовать вражескую армию, а сам повёл войска навстречу корпусу генерала Левенгаупта.
28 сентября 1708 года состоялось сражение у деревни Лесной, победу в котором царь Пётр назвал матерью полтавской виктории. Пётр Алексеевич лично командовал одной из двух колонн «летучего» корпуса русской армии — корволанта. Под его командованием находились Преображенский и Семеновский полки, батальон Астраханского полка и три драгунских полка. Другой колонной (левой) командовал генерал А.Д. Меншиков. Неприятельский корпус был настигнут близ деревни Лесной.
Шведскому военачальнику пришлось принимать бой, который начался с атаки русских. Пётр I с приходом свежей драгунской конницы отрезал противнику дорогу на Пропойск и усилил натиск на шведов. Вечером сражение прекратилось из-за наступивших сумерек и начавшейся вьюги, которая слепила глаза. Левенгаупту пришлось уничтожить остатки своего огромного обоза (большая часть его стала добычей нападавших), и его корпус, преследуемый русской кавалерией, сумел добраться до королевского походного лагеря.
Сражение при Лесной стало одним из самых значительных в ходе Северной войны. Общие потери шведов составили 8,5 тысяч убитыми и ранеными, 45 офицеров и 700 солдат попали в плен. Трофеями русской армии стали 17 орудий, 44 знамени и около 3 тысяч повозок с провиантом и боеприпасами. К королю генерал Левенгаупт смог привести всего лишь около 6 тысяч деморализованных солдат.
Затем наступил день Полтавской битвы — 27 июня 1709 года. Перед этим царь Пётр оказал помощь осаждённой Полтаве и приказал генералу Меншикову уничтожить гетманскую ставку — крепость Батурин со всеми собранными в ней для шведской армии запасами. Сам гетман Мазепа был представлен к уникальной в мировой истории награде — ордену Иуды и предан анафеме.
Из многотысячного украинского казачества Мазепа привёл всего около 2 тысяч человек. Но и те начали разбегаться из походного лагеря шведской армии, узнав о гетманской измене русскому царю. Таких ненадёжных союзников король Карл XII не решился использовать в битве под Полтавой. В ноябре 1708 года на всеукраинской раде в городе Глухове был избран новый гетман — стародубский полковник И.С. Скоропадский.
Русская армия сосредоточилась близ Полтавы. На военном совете 16 июня было решено «дать главную баталию» неприятелю. Полки переправились на правый берег реки Ворсклы и у деревни Яковцы (всего в 5 километрах от осаждённой шведами Полтавской крепости) заняли позицию для предстоящего сражения, которого королю Карлу XII уже невозможно было избежать.
Полтавская битва стала вершиной полководческой славы царя Петра. После личной рекогносцировки местности он приказал поперёк поля построить линию полевых укреплений из шести редутов, на расстоянии ружейного выстрела друг от друга. Затем перпендикулярно их фронту началось возведение ещё четырех (два земляных редута к началу сражения достроить не успели). Теперь в любом случае шведской армии в ходе атаки предстояло двигаться под огнём противника. Редуты составляли передовую позицию русской армии, что было новым словом в истории военного искусства и полной неожиданностью для шведов.
