Еще до того, как 13 (24 по н. с.) июня 1713 г. в Адрианополе был подписан мирный договор, царские войска продвинулись еще дальше на побережье Балтийского залива. Перенос главного театра военных действий на Балтийское море вызвал растущую европеизацию конфликта, который теперь серьезно затрагивал и несколько до той поры нейтральных государств. На шведские прибалтийские районы не в последнюю очередь претендовала Пруссия, которой Петр обещал Переднюю Померанию до реки Пене, в то время как король Фридрих I заверил царя в том, что поддержит русские притязания на шведские прибалтийские провинции: Ингерманландию, Эстляндию и Карелию, и обеспечит пропуск царских войск через бранденбургскую территорию. В соответствии с этим уже летом 1711 г. русские и саксонские соединения продвинулись через Бранденбург в Померанию.
Таким образом, русские войска впервые ступили на землю Германской империи. Весьма успешными оказались военные действия царских войск, развернутые ими с территории Северной Германии. В мае 1713 г. был занят Гельсинфорс, в августе — Або. В октябре того же года последовали победа при Таммерфорсе, 26–27 июля (6–7 августа по н. с.) 1714 г. — победа Петра на море у Гангута и захват стратегически важных Аландских островов. В сентябре 1714 г. русские отряды впервые высадились на материковой территории Швеции. Наконец, Петр достиг большого успеха, когда ему удалось 17 (28 по н. с.) октября 1715 г. в Грайфсвальде заключить союзнический договор с английским королем Георгом I, действовавшим в качестве курфюрста Ганноверского.
Карл XII, в ноябре 1714 г. вернувшийся в свою страну из турецкого изгнания, ничего не мог изменить в этой неблагоприятной для Швеции ситуации. Более того, войска Петра при участии прусских соединений в конце года вынудили шведов оставить Штральзунд. В апреле 1715 г. Карлу XII пришлось сдать и Висмар. 28 марта (8 апреля по н. с.) того же года состоялось бракосочетание герцога Карла Леопольда Мекленбургского и племянницы царя Екатерины Ивановны, дочери Ивана V и старшей сестры герцогини Анны Курляндской. По случаю этого события одновременно был заключен союзнический договор, в котором Мекленбург согласился на русское присутствие в Северной Германии.
Военные и дипломатические успехи царя в Северной Германии пробудили недоверие не только Англии, но и императора. Начавшаяся теперь острая дипломатическая борьба одновременно означала для Петра продление войны против Швеции на несколько лет. В это время произошло событие, которое должно было привести к новому повороту в политике Швеции: 30 ноября 1718 г. (по н. с.) при осаде норвежской крепости Фредерикстен короля Карла в траншее под бруствером настигла пуля, убившая его на месте. Со смертью Карла XII оказалось вне игры его непоколебимое желание не заключать такого мира с царем, который покупался бы ценой территориальных потерь. Теперь Петр I вступил в последний бой со шведским противником. Поскольку, однако, ни одна из сторон не выказывала готовности к решающей битве, то 11 (22 пон. с.) мая 1721 г. в Ништадте, маленьком финском городке недалеко от Або, начались мирные переговоры. 30 августа (10 сентября по н. с.) 1721 г. был подписан Ништадтский мир: Швеция уступала России Лифляндию, Эстляндию, Ингерманландию, части Карелии с Выборгом, островами Эзель и Даго, но получала назад Финляндию.
Ништадтский мир означал для Петра I величайший успех в его жизни. Огромные усилия царской империи привели к падению представляемого Швецией северо-европейского режима и сделали Россию ведущей державой на восточно-европейском пространстве. На совместном праздничном заседании сената и Священного синода, собравшемся 20 октября 1721 г. в Санкт-Петербурге, царя чествовали как «отца отечества, древнерусского императора Петра Великого».
После Ништадтского договора Петр старался укреплять господствующее положение в восточной и центрально-восточной Европе и интегрировать свое государство в систему европейских держав. Одновременно он активизировал ближневосточную политику, пытаясь в большей степени поставить на службу интересам России торговлю между Европой и Азией. Были учреждены постоянные дипломатические представительства русского государства в важнейших стопинах Европы и Азии. В балтийском регионе политика Петра (сверь была направлена на то, чтобы помешать восстановлению сил Дании, Швеции и Польши. Ему удалось получить от нового шведского короля Фридриха I (1720–1751) обещание поддерживать герцога Шлезвиг-Голштейнского в его стремлении получить обратно Шлезвиг от Дании. Петр доказал свой интерес и активность в шлезвигском вопросе обручением своей дочери Анны с герцогом Фридрихом Карлом Шлезвиг-Голштейн-Готторпским, состоявшимся 22 ноября (15 декабря по и. с.) 1724 г. Брачный контракт был заключен только 21 мая (1 июня по н. с.) 1725 г. За этой последней матримониальной комбинацией Петра I стояла надежда на превращение Киля в вольный порт для экспорта товаров из империи.