На торжествах по случаю спуска «Полтавы» присутствовали не только участники строительства судна, здесь были иностранные дипломаты, русские вельможи, а также «царевны Екатерина Алексеевна, Наталья Алексеевна и все царской фамилии».
Закладка корабля при участии государя состоялась 6 декабря 1709 г. Вот как описывает это событие участник церемонии закладки, датский посол Юст Юль:
«Царь, как главный корабельный мастер (должность, за которую он получает жалованье), распоряжался всем, участвовал вместе с другими в работах и, где нужно было, рубил топором, коим владеет искуснее, нежели все прочие присутствовавшие там плотники. Бывшие на верфи офицеры и другие лица ежеминутно пили и кричали. В боярах, обращенных в шутов, недостатка не было, напротив, их собралось здесь большое множество. Достойно замечания, что, сделав все нужные распоряжения для поднятия форштевня, царь снял пред стоявшим тут генерал-адмиралом шапку, спросил его, начинать ли, и только по получении утвердительного ответа снова надел ее, а затем принялся за свою работу… С верфи царь пошел в гости на вечер к одному из своих корабельных плотников».
До закладки «Полтавы» на Новоладожской и Олонецкой верфях были заложены четыре 50-пушечных линейных корабля – «Рига», «Выборг», «Пернов» и один безымянный. Однако все они имели небольшую осадку и были плоскодонными. При проектировании «Полтавы» Петр использовал новейшие достижения мировой кораблестроительной практики.
Задолго до закладки корабля в Санкт-Петербургском Адмиралтействе стали комплектовать части корабельного корпуса из хорошо просушенного дуба, заготавливать запасы железа и других материалов, необходимых для строительства корабля. Делалось это во избежание перебоев при строительстве корабля. Однако простои случались, несмотря на личный контроль со стороны автора проекта. Так, генерал-адмирал Ф. М. Апраксин в июле 1710 г. в гневе писал одному из высокопоставленных снабженцев: «Пеньки здесь при адмиралтействе нет ныне ни единаго пуда, в чем имеем немалую нужду и терпим гнев немалый… а которая пенька от вас была прислана, вся сгнила и в дело не годится, да и той против указного числа половины не прислано». А в марте 1712 г. вице-адмирал Крюйс писал тому же Апраксину: «При адмиралтействе леса нет, от чего прошлого году и по ныне многие работные люди гуляют». В этих неполадках Крюйс обвинял адмиралтейского советника А. В. Кикина и петербургского губернатора А. Д. Меншикова.
Первоначально планировали спустить «Полтаву» на воду весной 1712 г., но в связи с вышеуказанными обстоятельствами спуск состоялся только в середине июня. На корабле подняли кормовой Андреевский флаг, а 24 августа корабль под руководством Ф. М. Скляева вывели через мели к Петергофу с помощью камелий (особых лодок, наклоненных вперед носом). Оттуда корабль собственным ходом достиг Кроншлота, где был окончательно достроен и оснащен всем необходимым. Корабль был признан не только российскими, но и иностранными специалистами одним из лучших судов данного класса того времени.
Корабль не только обладал хорошими маневренными и другими мореходными качествами, его художественное оформление прославляло победы русской армии над шведами. Часть поверхности корабля покрывала резьба высокого рельефа, выполненная резчиком Адмиралтейства англичанином Робертом Гейснелом. Скульптуры и другие элементы декора (знамена, пушки, копья и пр.) были зеркально-симметричными. В центре верхней части композиции в овальном картуше помещалось имя корабля. Картуш обрамляли пальмовые ветви. На картуш опирались полулежащие фигуры двух глорий (богинь славы), трубящих в трубы. Две наяды протягивали глориям лавровые венки. Среди деревянной скульптуры можно было также увидеть изображения двух фигур Георгия Победоносца и двух фигур падающего героя древнегреческой мифологии Фаэтона, под образом которого подразумевался шведский король Карл XII. На корме корабля помещался двуглавый орел, державший в клюве и лапах карты четырех морей, к которым Россия получила выход. На носу имелась фигура льва, державшего в лапах щит с изображением двуглавого орла.