В апреле 1709 года шведы появились под Полтавой. Убедившись в бесплодности попыток взять Полтаву, они склоняли ее гарнизон к сдаче без боя на условиях, которые будут угодны самим осажденным, а в случае отказа капитулировать угрожали истребить всех защитников крепости. Комендант крепости Алексей Степанович Келин, человек долга, незаурядной выдержки и отваги, ответил отказом. Между тем двухмесячная осада резко сказалась на положении гарнизона и жителей города.
Ознакомившись с обстановкой, прибывший под Полтаву Петр решил, что настал час для генерального сражения. Русские войска соорудили укрепленный лагерь у места переправы через Ворсклу – деревни Петровка, находившейся в восьми верстах севернее Полтавы. Осмотрев местность, Петр велел передвинуть армию поближе к расположению шведов, так как открытая местность у Петровки давала преимущества шведской армии, отличавшейся высокой маневренностью и умением перестраивать боевые порядки в ходе сражения. Царь знал, что это преимущество шведы утрачивают на пересеченной лесистой местности, и выбирает место для укрепленного лагеря у деревни Яковцы. 25 июля русские войска приступили к его оборудованию. На пути шведов к основным силам русской армии было построено шесть редутов, а затем еще четыре, перпендикулярно первым. Устройство редутов явилось новшеством в инженерном оборудовании поля боя. Наступавшие должны были нести большие потери при атаке редутов, а их преодоление также расстраивало боевые порядки неприятеля.
О том, что генеральное сражение намечено на 27 июня, Карл объявил накануне, 26 июня. При этом король заявил, что он будет участвовать в битве, но в связи с ранением командование войсками вручает фельдмаршалу Реншильду. Генералам же самонадеянный Карл заявил: «Завтра мы будем обедать в шатрах у московского царя. Нет нужды заботиться о продовольствии для солдат – в московском обозе всего много припасено для нас».
Петр поручает командование армией трем военачальникам: кавалерия в количестве 24 полков отдавалась под начало Меншикову, пехота – Шереметеву, артиллерия – Брюсу. В воскресенье 26 июня царь объезжал войска и обратился к ним с такими словами: «Воины! Пришел час, который должен решить судьбу Отечества. Вы не должны помышлять, что сражаетесь за Петра, но за государство, Петру врученное, за род свой, за Отечество, за православную нашу веру и церковь. Не должна вас смущать слава непобедимости неприятеля, которой ложь вы доказали не раз своими победами. Имейте в сражении перед собой правду и Бога, защитника вашего, а о Петре ведайте, что ему жизнь не дорога, жила бы только Россия во славе и благоденствии для благосостояния вашего».
Шведский король, рассчитывая на внезапность, решил под покровом ночи незаметно подойти к русскому лагерю, атаковать его и добиться победы в скоротечном рукопашном бою. Но осуществить этот план Карлу не удалось. Шведы не сумели подойти незамеченными к русскому лагерю: драгуны Меншикова заметили их передвижение и предупредили своих о грозившей опасности. Кроме того, они неожиданно напоролись на четыре поперечных редута, о существовании которых не подозревали.
Натиск шведов был силен. Однако эта атака не дала тех результатов, на которые рассчитывал Карл. Русская конница сопротивлялась упорно и неоднократно отбрасывала неприятеля, но шведской коннице всякий раз помогала пехота. Русскую пехоту Петр I в бой не вводил. Шведам удалось к пятому часу утра захватить два недостроенных редута, но оставшиеся два из линии взять не смогли. Русская кавалерия потеснила шведскую. Бой становился все ожесточеннее. Петр требует от Меншикова отвести свою кавалерию к укрепленному лагерю. Но в это время картина боя резко меняется. Русской кавалерии удалось отрезать от основных сил неприятеля шесть батальонов пехоты и несколько эскадронов конницы.
Отбрасываемая огнем редутов, эта колонна шведов, под командованием генералов Шлиппенбаха и Росса, приняла вправо и укрылась в Яковецком лесу. Петр быстро оценил обстановку и приказал Меншикову и Ренцелю с 5 полками конницы и 5 батальонами пехоты уничтожить колонну шведов. Эта задача была выполнена. Генералы Шлиппенбах и Росс со штабом были взяты в плен.
Одновременно Петр I, реализуя свой план сражения, приказывает отвести кавалерию от редутов к укрепленному лагерю. В шестом часу утра конница Боура стала отходить. Шведы, неся большие потери, прорвались сквозь редуты и, преследуя русскую конницу, оказались своим правым флангом в 100 шагах от русского лагеря. Русские полки встретили шведов сильным картечным огнем артиллерии и ружейными залпами. Шведы, не ожидавшие огневого нападения, в беспорядке отошли к Будищенскому лесу. Так закончился первый этап сражения, в результате которого шведы были измотаны и понесли большие потери.