Силы осажденных все же слабели, и царь двинулся на их выручку. 20 июня русская армия расположилась в 8 верстах от Полтавы и сражение стало неизбежным. Готовясь к нему, Петр собрал все имевшиеся у него под рукой силы и довел свою армию до 42 000 человек. В то же время Карл, казалось, делал все, чтобы еще больше ослабить свою армию. 21 июня, уже зная, что на днях предстоит решительное сражение, он предпринял последний штурм Полтавы, понеся еще раз тяжелые потери и расстреляв последние артиллерийские снаряды. У него осталось для битвы 28 000 бойцов и всего 4 стрелявших орудия.
27 июня до рассвета шведы атаковали русскую армию, а в полдень расстроенные их толпы искали спасения в бегстве. Передовая русская линия состояла из 6 редутов, занятых 2 батальонами. За редутами стояла конница, а за нею, в укрепленном лагере, пехота и артиллерия, 56 батальонов, 72 орудия.
На рассвете 27 июня шведы устремились на редуты, но после упорного боя могли взять только два. Шведская конница Рейншильда после 2-часового боя была опрокинута нашей с потерей 14 штандартов. Карл XII приказал пехоте Левенгаупта не задерживаться у редутов, а помочь своей коннице. Пройдя сквозь линию редутов, шведы расстроились, на что и рассчитывал Петр, устраивая эти редуты. Подступив к укрепленному русскому лагерю на 30 саженей, они были отражены картечью и отошли в беспорядке, причем правая их колонна генерала Рооса, атакованная драгунами Меншикова, бежала к самой Полтаве, где в шанцах и сложила оружие. Полтава с этой минуты была уже деблокирована. Сражение прекратилось на короткое время, и Петр, ожидая вторичной атаки шведов, вывел часть войск из лагеря, намереваясь охватить шведов с обоих флангов. Не дождавшись атаки, царь сам пошел навстречу врагу с 42 батальонами в 2 линии и 17 драгунскими полками на флангах. У шведов осталось всего 18 батальонов в 1 линию, 14 кавалерийских полков и 4 орудия (прочая артиллерия, по недостатку в порохе, оставлена в полтавских шанцах). Столкновение продолжалось всего полчаса, и в 11 часов все было кончено.
Наш урон – 4635 человек, 11 процентов всей армии, шведов перебито 9234 и в плен взято 18 746 при 137 знаменах и штандартах, 32 орудиях с фельдмаршалами Рейншильдом и Левенгауптом. В самом сражении взято свыше 3000 пленных, остальные сдались у Переволочны. Полтавская битва – классический пример активной обороны – излюбленного способа действия Петра. Петр предполагал дать наступательный бой, но ему пришлось принять оборонительный. Заслуживает внимания отличная фортификационная подготовка поля сражения, редкая для эпохи, и осмотрительность всех действий Петра. Половина шведской армии была перебита либо взята в плен. Другая половина, настигнутая драгунами Меншикова, сложила оружие на следующий день у Переволочны. С несколькими всадниками шведский король бежал в Турцию…
Так закончился второй период Великой Северной войны, период решительного единоборства Швеции с Россией, Карла XII с Петром Великим. Солдаты Петра завершили под Полтавой дело, начатое дружинниками Александра на берегах Невы. И целых два столетия с тех пор нога нашего западного врага, германского завоевателя, не оскверняла русской земли…
«Все славяне, где только ни сходились с немецким племенем, покорялись ему, – пишет немецкий историк Коль. – Германский дуб гордо распускался на их развалинах, и они мирно почили под его тенью. Был один день – и навсегда решилась бы судьба славянского племени, но этот день решил противное – это день Полтавской битвы. Петр Великий со своими русскими за всех славян одержал эту вечно славную победу…»
Эта победа является первым днем великодержавности России, и весь великий XVIII век, век национальных устремлений – Россия праздновала день 27 июня.
Шведский король бежал в Турцию, его армия перестала существовать…
Естественно, что у России при этих обстоятельствах сейчас же опять нашлись друзья и союзники.
Август II, едва лишь получив известие о полтавской победе, поспешил объявить «продиктованный» ему альтранштадтский договор недействительным и двинулся в Польшу – возвращать себе корону. Станислав Лещинский бежал. Датский король, в свою очередь, не замедлил воспользоваться успехами русского оружия и в конце октября 1709 года высадил свои войска в Шонии (однако был разбит в феврале 1710 года шведским полководцем генералом Стенбоком). В конце февраля воюющие державы заключили в Гааге конвенцию, согласно которой шведские и датские войска в Северной Германии обязывались не участвовать в военных действиях.