На втором этапе развернулась борьба главных сил. Около 6 часов утра Петр I построил свою армию впереди лагеря в две линии. В центре он расположил пехоту под командованием генерал-фельдмаршала Б. П. Шереметева, на флангах – конницу генерала Р. Х. Боура и А. Д. Меншикова. В первой линии пехоты расположилась артиллерия, которой командовал генерал Л. В. Брюс. Резерв из 9 батальонов был оставлен в лагере, а 6 драгунских полков отправлены к гетману Скоропадскому, чтобы отрезать пути отступления шведам.
Шведская армия расположилась против русской. Чтобы не допустить обхода с флангов, Реншильд и Левенгаупт построили пехоту в одну растянутую линию, а кавалерию на флангах – в две линии.
К 9 часам утра армии закончили перестроение, пошли на сближение и после непродолжительного залпового ружейного огня бросились врукопашную. Правое крыло шведских войск, при котором находился Карл XII, стало теснить батальон новгородцев, прорвав русскую линию почти у самого центра. В это время Петр I лично повел в бой другой батальон новгородцев, стоявший во второй линии, стремительным броском они смяли прорвавшихся шведов и закрыли образовавшуюся брешь.
Ожесточенный рукопашный бой шел по всему фронту. Между тем русская конница охватывала фланги шведов. Полки Меншикова стали угрожать шведскому тылу. Шведы дрогнули, начали отступать и через некоторое время обратились в паническое бегство к Будищенскому лесу.
Остатки шведской армии около 16 тысяч человек под командованием Левенгаупта спешно уходили к Переволочне – местечку у впадения Ворсклы в Днепр. Для их преследования была послана посаженная на коней гвардия под командованием генерала Голицына и 10 драгунских полков под начальством Боура. Командовать всеми войсками преследования царь поручил Меншикову.
30 июня шведы были настигнуты у Переволочны. Более 16 тысяч человек во главе с Левенгауптом без боя сложили оружие. Карл XII вместе с изменником Мазепой и небольшой охраной успел переправиться через Днепр и бежал в Турцию.
Полтавское сражение закончилось полной победой русской армии. Потери русских составили 1345 убитыми и 3290 ранеными. Шведский король потерял всю свою армию: 9234 убитыми, 19 тысяч пленными.
Победа под Полтавой оказала решающее воздействие на весь ход Северной войны. Россия восстановила союз с Польшей и Данией. Главным театром военных действий становится Прибалтика. После ряда побед на суше и на море русская армия стала непосредственно угрожать столице Швеции – Стокгольму.
30 августа 1721 года в г. Ништадте Швеция была вынуждена подписать с Россией мирный договор. Северная война, длившаяся 21 год, завершилась. Россия по договору получила Лифляндию, Эстляндию, Ингрию, часть Финляндии и Карелию. Основная цель войны – выход к берегам Балтийского моря была достигнута. 8 сентября столица праздновала победу. По этому поводу Петр сказал: «Сия радость превышает всякую радость для меня на земле». В октябре празднества в столице завершились торжественной церемонией поднесения царю титула Петра Великого, отца Отечества и императора Всероссийского.
Победа русского флота у мыса Гангут
…Всякий потентат, который едино войско сухопутное имеет, одну руку имеет, а который и флот имеет, обе руки имеет.
(9 августа – День первой в российской истории морской победы русского флота под командованием Петра I над шведами у мыса Гангут, 1714 год)