В Москву приезжают послы от нового польского короля Августа (а по совместительству он был еще и королем Саксонии) и предлагают Петру I военный союз против Швеции. В Европе очень недовольны возрастающей мощью Швеции и хотят реализовать к ней свои территориальные претензии. Ситуация, чтобы разобраться со Швецией была просто идеальная и такую возможность Петр I упустить никак не мог.
Чтобы как можно быстрее заключить мирный договор с турками, Петр I посылает на Юг русскую военно-морскую эскадру. Далее, корабль «Крепость» очень близко подходит к Константинополю и производит салют. Этот неожиданный салют очень сильно потряс турок, и они немедленно поспешили заключить мирный договор с Россией. 3 (14) июля 1700 года между Россией и Османской империей был подписан Константинопольский мирный договор, 18 (29) августа 1700 года был объявлен окончательный мир с Турцией.
Первоначально войну Швеции объявил Северный союз. Он был создан по инициативе курфюрста Саксонии и короля польского Августа II. В Северный союз вошли также Датско-норвежское королевство, возглавляемое королем Кристианом V и Россия во главе с Петром I.
На следующий день после заключения мира с Турцией, 19 (30) августа 1700 года Россия объявила войну Швеции. Началась Северная война. В октябре 1700 года Петр I со своей армией осадил Нарву – шведскую крепость, преграждавшую путь в Прибалтику.
Военный поход к Нарве был организован крайне неудачно. Наступила осень, наблюдалась острая нехватка продовольствия, солдат было нечем кормить. Из-за недостатка овса, начался сильный падеж лошадей, а из-за плохого состояния дорог и начавшихся дождей, у обоза стали регулярно ломаться телеги.
Русское войско подошло к Нарве крайне поредевшим и очень уставшим. 14 (25) октября 1700 года началась осада, в ней участвовало по разным оценкам от 34 тыс. до 40 тыс. солдат. В ночь на 18 ноября Петр I вместе с генерал-фельдмаршалом Ф. А. Головиным покинул армию и отправился в Новгород. Высшее командование армией было поручено саксонскому фельдмаршалу герцогу де Круа.
19 (30) ноября 1700 года войско Карла XII нанесло русскому войску тяжелое поражение в сражении под Нарвой. Герцог де Круа со своим штабом, состоящим также из иностранцев, сдался в плен Карлу XII. А 21 ноября (2 декабря) капитулировала и основная часть русской армии. Однако, лейб-гвардии Преображенский и лейб-гвардии Семеновский полки, очень стойко оборонялись от шведов. Они не только сами избежали позорной капитуляции, но и сумели прикрыть отход части русской армии, тем самым спали ее от полного разгрома. За мужество, проявленное в этой битве, солдаты полков с 1700 по 1740 год носили красные чулки (в память о том, что «в сей битве стояли они по колено в крови»). Поражение под Нарвой поставило Россию на грань полной катастрофы. Если бы Карл XII направился вглубь страны, то остановить его было бы уже нечем. Однако шведский король решил бить своих врагов поодиночке. Карл XII отправляется в Польшу, бить Августа Саксонского. После поражения под Нарвой в Европе на несколько лет утвердилось мнение о полной небоеспособности русской армии, а Карл XII получил прозвище шведского «Александра Македонского».
Россия получает передышку в Северной войне, которую Петр I использует на все сто. Он сделает из своего поражения все логические выводы, и позднее, Петр I будет называть шведов своими учителями.
Хорошо понимая то, какую роль сыграл в поражении под Нарвой иностранный командный состав, Петр I ограничил количество иностранных офицеров в войсках. Отныне, они могли составлять лишь только треть общей численности всех офицеров любого подразделения. Петр I создает новую регулярную армию. Объявляются новые рекрутские наборы. Теперь на военную службу призывали по одному человеку из определенного числа посадских и крестьянских дворов. Для создания новой артиллерии не хватало металла, и царь решает снять и переплавить на пушки церковные колокола. По приказу Петра I за короткий срок был создан Петровский пушечно-литейный завод, на котором и стали отливать новые артиллерийские орудия. Петр I водил единообразие в вооружении и обмундировании. Формулировались правила армейской и флотской жизни. Царь лично составил военный и морской уставы. Все эти изменения принесли свои плоды, и уже к лету 1701 году у России вновь появилась боеспособная армия.