始兴建彼得堡和克琅施塔得要塞，这两座要塞不仅为俄国提供了一个重要的海上基地，也成为日后俄国北方舰队的中心。
1708年初，瑞典国王卡尔十二世率大军大举进攻俄国。面对来势汹汹的瑞典军队，彼得一世采取了灵活的战略，他命令俄军实施战略退却，同时坚壁清野，以小部队不断袭扰、消耗和疲惫瑞典军队。到了秋天，卡尔十二世为了争取乌克兰的支持，决定南下进攻乌克兰境内的波尔塔瓦要塞，却将离自己只有100公里的后援部队孤立在后方。彼得一世抓住这一机会，亲率俄军发动进攻，成功歼灭了9000余名瑞典士兵，并缴获了大量火炮和辎重。
1709年6月28日凌晨2时，俄国与瑞典在波尔塔瓦展开了决定性的战役。瑞典参战兵力约2万人，而俄军兵力约为瑞典的两倍，拥有上百门火炮。在战斗中，彼得一世亲临前线指挥，成功稳住了局势。随后，俄军步兵开始反击，骑兵则包围了瑞典军的两翼。到中午时，瑞典军队开始撤退，最终演变成溃逃。瑞典残部在撤退过程中被俄军追击，被迫投降。此役，瑞典军队被击毙9000余人，被俘18万余人，损失火炮32门和全部辎重，而俄军战死1345人，伤3290人。波尔塔瓦战役不仅决定了北方战争的最终结局，也彻底终结了瑞典作为欧洲强国的历史
1711年夏季，彼得一世率军南征奥斯曼帝国，意图进一步扩大俄国的影响力。然而，这次军事行动并不顺利。在普鲁特河畔，俄国军队陷入了奥斯曼帝国和克里米亚汗国联军的重重包围之中。由于弹尽粮绝，彼得一世不得不向敌人求和。7月12日，双方签订了《普鲁特和约》。根据条约，俄国必须将亚速及其附近地区归还给奥斯曼帝国，拆除塔干洛格和第聂伯河上的要塞，并允许卡尔十二世安全通过俄国回国。虽然这次失败对俄国的士气造成了打击，但彼得一世并没有放弃他的扩张野心。
《普鲁特和约》签订后，彼得一世调整了战略方向，将主要的军事行动集中在芬兰，试图逐步将战场推进至瑞典本土。1712年至1714年间，俄军在芬兰取得了显着进展。他们先后占领了赫尔辛福斯（今赫尔辛基）、亚波、瓦扎和涅伊什洛特堡等重要城市和地区，控制了芬兰南部和波的尼亚湾的关键据点，为进攻瑞