16-тысячный корпус Левенгаупта сопровождал обоз в восемь тысяч повозок, нагруженных трехмесячным запасом продовольствия, порохом и артиллерией. Войска под командованием Петра I встретили Левенгаупта у деревни Лесной и 28 сентября 1708 г. разбили шведов, овладев обозом. Петр I называл победу под Лесной матерью Полтавской виктории.
В этих условиях путь на Украину становился для Карла XII тем более заманчивым, что его там ожидали запасы продовольствия и артиллерия, заготовленные коварным гетманом в Батурине. Шведский король, кроме того, рассчитывал пополнить свою армию отрядами украинских казаков, а также надеялся на помощь крымского хана.
Однако этим планам не суждено было осуществиться. Мазепа прибыл в шведский стан с 3 - 4 тыс. казаков, которых гетман привел обманом, уверив их, что идет сражаться против шведов. Украинский народ не поддержал изменника и оказал решительное сопротивление агрессору. На Украине началась народная война. Население многих городов (Недрыгайлов, Краснокутск, Веприк и др.) наносило значительный урон противнику. Крестьяне уничтожали продовольствие и фураж, нападали на отряды шведов. Карл XII не получил обещанного Мазепой подкрепления и в Батурине, разоренном русской армией.
С 1 апреля 1709 г. шведская армия начала осаду Полтавы, защищаемой немногочисленным гарнизоном во главе с мужественным полковником Келиным. Три месяца продолжался "неравный спор" между сосредоточенной под крепостью армией Карла XII и гарнизоном (4,2 тыс.), усиленным 2,6 тыс. вооруженных горожан. В бесплодных штурмах шведы несли большие потери. Здесь же, под Полтавой, концентрировалась и русская армия.
Генеральная баталия началась ранним утром 27 июня 1709 г. наступлением шведов на земляные редуты, защищавшие подступы к русскому лагерю. Сражение закончилось полным разгромом шведской армии. "Непобедимые господа шведы скоро хребет показали", - писал Петр с поля битвы. На месте сражения шведы оставили свыше 9 тыс. трупов, около 3 тыс. попало в плен. Остатки разгромленной армии во главе с королем в беспорядке бежали к Днепру, где 30 июня у Переволочны их настиг Меншиков. Здесь сдались в плен еще 16 250 шведов. Карл XII вместе с Мазепой в сопровождении небольшого отряда едва спаслись от плена, укрывшись в османских владениях.
Полтавская победа оказала решающее влияние на весь ход Северной войны. Первоклассной шведской армии более не существовало. Военные действия были перенесены в Прибалтику, где в течение 1710 г. русские войска овладели Ригой, Ревелем, Выборгом и Кексгольмом. Победа под Полтавой имела также громадное международное значение. Северный союз, распавшийся в предполтавский период, снова был восстановлен: на польском престоле утвердился Август II, спустя несколько месяцев в Северном союзе заняла свое место и Дания.
Благоприятного для России хода Северной войны не могла изменить даже крупная неудача в русско-турецком конфликте 1710 - 1711 гг., инспирированном Англией и Карлом XII. Порта объявила войну России осенью 1710 г., но военные действия начались с января следующего года набегами крымских татар на Украину. Русское командование решило добиться успеха наступательными операциями на вражеской территории. Рассчитывая на помощь томившихся под гнетом османских феодалов народов, Петр I намеревался раньше неприятеля вступить в Молдавию и Валахию и овладеть переправами через Дунай. Весной 1711 г. русская армия двинулась на юг и в июне, преодолевая жару и трудности с продовольствием, достигла реки Прут. Здесь ок. 45 тыс. русских войск во главе с Петром I были окружены втрое большим числом неприятеля. Ожидаемая помощь от союзников вовремя не подоспела. Несмотря на это, неприятель в сражении 9 июля 1711 г. не добился перевеса. Переговоры с визирем, умело проведенные вице-канцлером П.