Царь Петр I приказал начать бомбардировку крепости. Она велась до тех пор, пока не кончились боеприпасы. Подвоз их почти прекратился. Приближалась зима. Вскоре в осадный лагерь пришло известие, что королевская армия появилась в Эстляндии и движется к Нарве.

Тогда Петр I собрал генералитет и объявил им о своем решении ехать в Новгород, чтобы царской волей ускорить оттуда отправку осадных припасов и подкреплений. Он выехал 18 ноября.

В тот день Карл XII со своей армией уже стоял на Ревельской дороге в 10 километрах от русского осадного лагеря. Король имел 21 пехотный батальон (5 тысяч человек), 43 кавалерийских эскадрона (3 тысячи человек) и 37 полевых орудий. Атака русских позиций намечалась на 19-е число: задумывалось рассечь ее ударом по центру.

Русским предстояло отстаивать свой укрепленный осадный лагерь и не позволить шведам деблокировать Нарву. На военном совете только один Борис Шереметев высказался за то, чтобы выйти в поле и самим атаковать подходившего неприятеля. Остальные, в том числе герцог Кроа де Крои, высказались за оборонительный бой. Полки выстроились в одну линию, имея за спиной вражескую крепость.

Шведы начали атаку в 13 часов. Сильная метель била им в спину и в лицо русским. Неприятельская атака оказалась неожиданной для них: видимость из-за слепящего глаза снега не превышала нескольких шагов. Атакующие разрезали боевую линию осадных войск на две части. Уже в самом начале боя главнокомандующий герцог Кроа де Крои и большая часть наемных иностранных генералов и офицеров перешла на сторону шведов.

В полках, которые оставили командиры, началась неразбериха. Шведы усилили натиск, и русские полки обратились в бегство на противоположный берег Наровы. Устояли только полки гвардии — Преображенский и Семеновский. Они укрепились у единственного моста через реку, вскоре рухнувшего от потока бегущих людей.

К преображенцам и семеновцам присоединились войска, не успевшие перейти на противоположный берег. Бой длился несколько часов, и атакующим шведам так и не удалось ворваться в расположение русских. Устояло и левое крыло русской позиции. С наступлением ночи сражение прекратилось.

Ночью начались переговоры, которые закончились почетной капитуляцией русской армии. Карл XII согласился на ее отход с личным оружием, но без артиллерии. Когда по восстановленному мосту на правый берег перешли полки гвардии и дивизия Головина, шведы, в нарушение договоренности, остановили полки дивизии Вейде, обезоружили солдат, взяли в плен офицеров и отобрали все, что можно.

Нарвская «контузия» оказалась для русской армии тяжелым поражением и уроком ведения крепостной войны и полевой баталии с лучшей европейской армией. Шведам достались 145 пушек и имущество осадного лагеря. Погибло, утонуло в Нарове и умерло от голода 6 тысяч человек. В плен сдались или попали почти все офицеры. Потери шведов составили 2 тысячи человек.

В «Истории Свейской войны» о неудаче под Нарвской крепостью записано:

«...Шведы над нашим войском викторию получили, что есть бесспорно. Но подлежит разуметь, — над каким войском оную учинили, ибо только один старый полк Лефортовский был (который пред тем назывался Шепелева); два полка гвардии только были на двух атаках у Азова; полевых боев, а наипаче с регулярными войсками, никогда не видали. Прочие же полки, кроме некоторых полковников, как офицеры, так и рядовые, сами были рекруты...

К тому же за поздним временем великий голод был, понеже за великими грязьями провианта привозить было невозможно. И, единым словом сказать, все то дело, яко младенческое играние было, а искусство ниже вида. То такое удивление такому старому, обученному и практикованному войску (шведскому. —А.Ш.) над такими неискусными сыскать викторию?..

Но когда сие нещастие (или, лучше сказать, великое щастие) получили, когда неволя леность отогнала и ко трудолюбию и искусству день и ночь принудила».

...Продолжение Северной войны вылилось во взятие многих неприятельских «фортификаций» и крепостей. В ходе очищения от шведов берегов Невы самым трудным делом стал штурм крепости Нотебург (древнего новгородского Орешка), расположенной на острове Ореховом у выхода Невы из Ладожского озера. Приступ начался 11 декабря 1602 года, когда русский десант (около 2 тысяч человек) с лодок высадился под крепостные стены.

Штурмующие приставили лестницы к стенам и полезли наверх. Часть пыталась ворваться в крепость через пролом в стене, который шведы не успели заделать. Гарнизон защищался мужественно, хотя перед этим подвергся сильному артиллерийскому обстрелу. Тогда на помощь десанту была отправлена, тоже на лодках, поддержка под командованием А.Д. Меншикова в 500 человек.

12-часовой штурм Нотебурга закончился тем, что комендант крепости на Ореховом острове приказал выбросить белый флаг. Крепость была переименована в Шлиссельбург (Ключ-город; ключ к будущим успехам русского оружия в войне), ныне Петрокрепость. Петр I писал:

 «Правда, что зело жесток сей орех был, однака, слава богу, счастливо разгрызен. Артиллерия наша зело чюдесно дело свое исправила».

Так были «отворены» ворота в Неву. Теперь предстояло «отворить» другие невские ворота, ведущие в Финский залив. Здесь, на правом берегу реки Охты, впадающей в Неву, на ее правом берегу стояла другая шведская крепость — Ниеншанц. Если Нотебург был силен своими древними каменными стенами и островным местоположением, то Ниеншанц — бастионным начертанием своих укреплений и количеством артиллерии.