这时，俄罗斯军队还没有什么作战经验，战斗力低下，查理十二世毫不费力地就把他们彻底击败，并夺回了纳尔瓦。查理十二世接着又进军波兰，夺走了波兰新的国王萨克森选帝侯奥古斯都手中的王位（当时波兰国王约翰三世·索别斯基已经死了），然后让波兰人推选了一个波兰贵族作为新国王。
之后，查理十二世决定攻打莫斯科，然而瑞典军队却在俄罗斯冬天的可怕严寒中遭受了极大的痛苦。彼得大帝并没有直接进攻查理十二世，而是袭击了赶来和查理十二世会合的瑞典援军，并将其全部消灭。
彼得大帝长途行军，从俄罗斯赶到了波尔塔瓦，当时查理十二世正在围攻这里。在战斗中，查理十二世的一只脚受了伤，尽管他想方设法不让任何人知道自己负伤，但他的部下还是看到鲜血从国王的靴子里滴了下来。他无法亲自率领瑞典军队与彼得大帝作战，还是命人把他抬上战场。彼得大帝击败了这支瑞典军队，大获全胜。
几乎全军覆没的查理十二世逃到了土耳其，并试图说服土耳其苏丹跟他一起对抗俄罗斯，但是苏丹不愿意这么做。后来，查理十二世得到消息说，他拥有的波罗的海在德意志领土上的海岸已经被那些德意志邦国的君主们夺走了，彼得大帝也夺取了波罗的海位于俄罗斯的东部海岸。