Летом 1708 г., разгромив Польшу, Карл ХII двинулся в поход на Россию. Разбив русские войска в июле 1708 г. при Головчине, он овладел переправой через Днепр. Поначалу Карл ХII предполагал идти на Москву через Смоленск, подождав присоединения к своим войскам отряда Левенгаупта, шедшего из Прибалтики с продовольствием и боеприпасами. Но из-за измены украинского гетмана Мазепы главные шведские силы во главе с королем повернули к югу. Однако расчеты шведских завоевателей на пополнение запасов на Украине не оправдались. Петр I направил отряд во главе с Меншиковым для занятия гетманской ставки в Батурине, которая при была разгромлена. В результате к Карлу присоединился лишь 2-тыс. отряд Мазепы без боеприпасов и продовольствия. Роковым для шведских войск стал разгром 28 сентября 1708 г. у деревни Лесной 16-тысячного корпуса Левенгаупта, осуществленный 12-тысячным летучим отрядом под командованием Петра I. Шведы потеряли в этом бою более 9 тысяч убитыми и ранеными, но главное - русскими был захвачен огромный обоз. Разгром под Лесной оставил Карла без резервов, боеприпасов и значительно ослабил его силы. Вскоре после Лесной шведы потерпели еще одно поражение: 13- тысячный корпус генерала Любекера попытался захватить Петербург со стороны Финляндии. Адмирал Апраксин, руководивший обороной города, успешно разгромил нападавших, которые потеряли до трети своего личного состава.

Зимой 1708 - 1709 гг. войско Карла ХII на Украине оказалось в тяжелом положении: голод, болезни, героическое сопротивление городков и крепостей наносили шведам немалый урон. В апреле 1709 г. Карл ХII подошел к крепости Полтава и начал ее осаду продолжавшуюся в течение трех месяцев. На протяжении этого времени русские войска затягивали кольцо стратегического окружения. Петр решил дать шведам генеральное сражение. 27 июня 1709г. состоялась знаменитая Полтюская “баталия”. Шведские войска были наголову разбиты в ходе боя русскими воинами. Главную роль при Полтаве сыграло подавляющее превосходство петровской артиллерии (102 русских орудия против 39 шведских) и использование Петром резерва сил для нанесения решающего удара по фронту и флангам противника, что привело шведов к паническому бегству.

Шведы потеряли более 8 тыс. убитыми и 3 тыс. пленными, русские - около 1,5 тыс. человек убитыми. А через три дня (30 июня) брошенная Карлом XII отступающая 16-тысячная армия шведов под командованием Левенгаупта сдалась преследовавшему ее 9-тысячному корпусу Меньшикова у Переволочины на Днепре. Сам же шведский король и гетман Мазепа бежали в Турцию.

Полтавская “виктория” изменила ход всей войны. Дания и Саксония возобновили союз с Россией, к ним присоединились Пруссия и Ганновер. Так как Карл ХII отверг мирные предложения России о ее правах на земли около Финского залива, Петр повел активные боевые действия в Польше (Меншиков) и в Прибалтике (Шереметев). В 1710 г. русскими войсками была взята штурмом крепость Эльбинг, капитулировали после осады шведские гарнизоны Риги, Выборга, Пернова, Ревеля и других крепостей. Таким образом, Прибалтика была очищена от шведов.

Но подстрекаемый Карлом ХII и дипломатами ведущих европейских государств турецкий султан 10 ноября 1710 г. объявил России войну, потребовав возвращения Азова и ликвидации русского флота. После неудачных попыток прийти к компромиссу дипломатическими путями Петру в конце февраля 1711 г. пришлось принять вызов Турции.

В конце июня 1711 г. русская армия под командованием Петра вступила в Молдавию и, переправившись через Днестр, подошла к Пруту. Обещанная помощь от молдавского господаря Д. Кантемира была незначительна, а вылашский правитель К. Брынко, изменив России, выдал план войны султану. В результате 9 июля 1711 г. 38-тысячная русская армия была окружена у реки Прут 135-тысячной турецкой армией и 50-тысячным войском крымского хана. Турецкие янычары бросились в атаку на русских, но встретили отпор и отступили, потеряв до 8 тыс. убитыми. Русские потеряли вдвое меньше, однако их положение было угрожающим. Петр пошел на мирные переговоры с турецким везирем Мехмед- пашой. В соответствии с подписанным 12 июля 1711 г. Прутским мирным трактатом Россия возвращала Турции Азов, срывала крепости Тагакрог и Каменный Затон на Днепре, выводила войска из Польши. Но - армия и артиллерия были спасены, мир на южных границах восстановлен.

В 1712 г. русские войска вместе с датскими и саксонскими армиями вели успешные боевые действия в Померании (Польша). Однако решительных изменений в войне со Швецией не происходило. Тогда Петр решил действовать в Финляндии. Весной 1713г. с помощью галерного флота русские заняли Гельсингфорс ( Хельсинки), а летом шведы оставили г. Або. Но на Балтике еще находился флот Швеции. 27 июля 1714 г. русский флот под командой Ф.М. Апраксина разгромил большую шведскую эскадру у мыса Гангут (п-ов Ханко). Эта победа позволила России перенести боевые действия на территорию Швеции; вскоре русскими были захвачены Аландские острова, высажен десант на шведское побережье.

Победами русского оружия решили воспользоваться Англия, Ганновер, Голландия и Дания, заключившие союз с Петром против Швеции. В действительности же Англия и Голландия не желали полного поражения Швеции и усиления России на Балтике. Это привело к распаду коалиции и заключению 4 августа 1717 г. русско-французском союза: Париж обещал посредничество в переговорах России со Швецией, истощенной до предела длительной войной. В мае 1718 г. открылся Аландский конгресс, начались переговоры по подписанию русско-шведского мира. Но внезапная гибель Карла ХII в случайной стычке в Норвегии сорвала его подписание. Новая шведская королева Ульрика-Элеонора и ее советники надеялись на союз с Англией и затягивали войну, Английская эскадра появилась у русских берегов на Балтике. В ответ в 1719 г. русские войска высадили свой десант в Швеции и, нанеся ряд удачных ударов, вернулись обратно, а петровский флот одержал победу у о. Саарема. В июле 1720 г. гребной флот под командой М.М. Голицына одержал крупную победу у острова Гренгам, захватив 4 шведских фрегата. Весной 1721 г. последовали высадки русских десантов около Стокгольма, имевшие целью оказать давление на шведское правительство. Этому также способствовала и международная обстановка: укрепление позиций России в Польше и заключение 5 ноября 1720 г. русско-турецкого “вечного мира”. Наконец, после длительных переговоров 30 августа 1721 г. в финском городе Ништадте был подписан русско-шведский предмирный договор. Северная война завершилась. Россия получала Ингерманландию, часть Карелии, Эстляндию и Лифляндию с городами Рига, Дерпт, Нарва, Выборг, Корела, острова на Балтике Даго и Эзель. Россия стала великой европейской державой.

22 октября 1721 г. на торжественном заседании Сената канцлер Г.И. Головкин поднес Петру титул императора Тем самым Россия официально провозглашалась империей, а ее правитель - главой могучего, огромного государства, вступившего в сообщество мировых держав.

Не меньшее значение для России имело и другое - восточное - направление внешней политики. В 1714 г. экспедиция Бухгольца к югу от Иртыша основала Омск, Семипалатинск, Усть-Каменогорск и другие крепости. В 1716 - 1717 гг. Петром был направлен в Среднюю Азию через Каспий 6-тысячный отряд князя А. Бековича-Черкасского с целью склонить хивинского хана к подданству и разведать путь в Индию. Однако и сам князь, и его отряд, расположившийся в городах Хивы, были уничтожены по приказу хана.