26 июня началось построение войск к битве. В центре находился фельдмаршал Борис Шереметев, на правом крыле стоял генерал-лейтенант Карл Эвальд Ренне, на левом — Александр Меншиков. Артиллерией командовал Яков Брюс. У шведов из-за болезни Карла XII командование принял фельдмаршал Карл Густав Реншельд. Вся пехота находилась под начальством генерал-лейтенанта графа Адама Левенгаупта, кавалерия — генерал-майора Крейца.

27 июня в 9 часов утра началась главная баталия. Непосредственно в сражении участвовало только 10 тысяч русских воинов, а шведов — 16 тысяч. Но резерв русских составлял еще 32 тысячи человек. Подавляющее превосходство у русской армии было в артиллерии: 72 пушки против 4 шведских. Два часа кипел отчаянный бой. Петр был в центре событий. Его шляпа была прострелена. Карла XII с больной ногой возили в коляске. Вдруг ядро ударило в коляску и король очутился на земле. Солдаты подумали, что король убит, и ужас овладел войсками. Карл XII приказал поднять себя и посадить на перекрещенные пики, но увидел, что шведы бегут. Они не слышали голоса своего короля. Главнокомандующий шведской армией Реншельд попал в плен. Вместе с ним в плену оказались и другие генералы.

Шведы оставили на поле боя 9234 человека. Русских при Полтаве погибло 1345 человек, ранено 3290 человек. В русском стане ликовали. Гремели пушки. Царь провозгласил тост за своих «учителей» в военном искусстве — шведов.

Здесь же, на поле битвы, награждали отличившихся в бою генералов, офицеров, солдат. Меншиков был пожалован чином «второй фельдмаршал» (первым был Борис Шереметев), а также городами Почеп, Ямполь. Президент государственных посольских дел граф Гаврила Иванович Головкин стал канцлером, боярин Петр Павлович Шафиров — подканцлером (вице-канцлером), князь Григорий Федорович Долгорукий — тайным советником. Никита Иванович Репнин, Яков Вилиминович Брюс и другие генералы были награждены орденами Св. Андрея Первозванного. Сам же Петр Алексеевич по решению генералитета, офицеров и рядовых был из полковников произведен в генералы.

А где был шведский король? Что произошло с остатками его войска?

На радостях в этот день русские войска не стали преследовать шведов. 28 июня выяснилось, что враг из-под Полтавы побежал вдоль реки Ворскла к Днепру. Русские наседали. С Карлом XII был и Мазепа, который успел захватить с собой два бочонка золота. На двух лодках они переплыли Днепр. Остатки войска находились под командованием Левенгаупта. Но никто не думал ему повиноваться. Меншиков догнал Левенгаупта и предложил ему сдаться. В плен сдались 59 штаб-офицеров, 1102 обер-офицера, 16947 унтер-офицеров и рядовых. Москва снова торжествовала победу.

Но об окончании воины нечего было и думать. Карл XII успел уйти в турецкие владения. Петр спешил воспользоваться его отсутствием и своей победой, чтобы выгнать Станислава Лещинского с польского престола и утвердиться в Лифляндии и Эстляндии. Борис Шереметев отправился осаждать Ригу, Александр Меншиков отбыл в Польшу.

15 августа 1709 г. Петр из Киева выехал в Польшу. К нему спешил из Саксонии с 11-тысячным польским войском Август II. Польские вельможи пытались помириться с Августом. Лещинский с семейством покинул страну. 20 сентября царь по Висле приплыл в Варшаву. 9 октября Петр и Август заключили в Торне союзный договор. Все старые «обиды» должны быть забыты. Оба государя отреклись от всех прежних претензий. Цель союза — не конечное разорение Швеции, а приведение ее в должные границы и «доставление безопасности ее соседям». Петр обещал передать Августу Лифляндию, в свою очередь Польша соглашалась с тем, что к России, помимо Ингрии, перейдет Эстляндия с Ревелем.

Дания также начала добиваться союза с Россией против Швеции. Такое же желание высказала и Франция. Оборонительный союз с Россией заключила Пруссия.

14 ноября русские войска начали бомбардировку Риги. Первые три бомбы послал сам Петр. Учитывая, что наступила зима, русские войска отошли на зимние квартиры. Ригу оставили осаждать 7-тысячному войску под командованием князя Никиты Репнина. На другой день Петр отбыл в Санкт-Петербург — «святую землю», как называл его Меншиков. В городе была построена церковь Св. Самсона в честь Полтавской битвы. Петром было дано указание строить каменные дома. 6 декабря Петр заложил корабль «Полтава» и отбыл в Москву.

12 декабря в селе Коломенском Петра встретила гвардия. Сюда же свозили всех пленных шведов, взятых под Полтавой. 21 декабря войска с триумфом вошли в Москву. Было построено семь триумфальных ворот, украшенных картинами боев.

После триумфов Петр начал трудиться «во управление гражданских дел». Царь постоянно был в отъездах. В его отсутствие страной управляли бояре. По-прежнему наиболее приближенным к царю оставался Меншиков. Но около Петра появилось новое лицо — кабинет-секретарь Алексей Васильевич Макаров, человек без своего голоса и мнения, он, в силу приближенности к царю, был могущественным, и все вельможи стали обращаться именно к нему. С 1703 г. для иностранной переписки при царе постоянно находился Александр Иванович Остерман, родом из Пруссии.

Для лучшего управления страной все великорусские области Петр разделил на 8 губерний: Московскую, Санкт-Петербургскую, Киевскую, Смоленскую, Архангельскую, Казанскую, Азовскую и Сибирскую. В каждой губернии делами ведал губернатор, в Москве — Стрешнев, в Санкт-Петербурге — Меншиков, в остальных губерниях тоже управляли надежные люди царя. Одной из главных обязанностей управителей был сбор, причем в срок и полностью, налогов и податей, которые затем поступали в Москву.

Весной 1710 г. русские возобновили военные действия под Выборгом. В марте 13-тысячный корпус адмирала Федора Матвеевича Апраксина по льду Финского залива подошел к этой крепости и начал осаду. Позднее прибыл русский флот. 13 июня Выборг пал. 4 июля после осады сдалась Рига. В августе были взяты Пернау и Аренсбург (на острове Эзель), в сентябре — Кексгольм и Ревель. Таким образам, дело по освобождению Прибалтики от шведов, начатое Петром еще в 1701 г., успешно завершилось. Россия, овладев Лифляндией и Эстляндией, укрепила свое положение и в Курляндии.

Молодой герцог Курляндии Фридрих Вильгельм в 1710 г. предложил руку одной из царских племянниц, 17-летней Анне Иоанновне. Условиями брака герцог поставил: вывод из Курляндии русских войск, обязательство со стороны России впредь не занимать Курляндию войсками и не брать с нее контрибуции, нейтралитет Курляндии на случай будущих войн, свобода торговли с Россией. Наконец жених просил 200 тысяч рублей приданого. Петр в основном согласился на условия.

Пока Петр закреплял свои приобретения на Балтике, стали приходить тревожные вести с юга России, заставившие его покинуть любимые места.