Русские войска к этому времени недостаточно укрепили свои позиции на западном направлении и шведы беспрепятственно двигались к городу. 29 ноября Пётр I отбыл из лагеря русских войск в Новгород, оставив командование фельдмаршалу де Круа.
Пётр I объяснил свой отъезд необходимостью пополнить резервы, обозы и встретиться с королём Августом II: «Против 18 числа государь пошел от армии в Новгород для того, чтобы идущие достальные полки побудить к скорейшему приходу под Нарву, а особливо чтоб иметь свидание с королем польским». В осаждавшей армии к этому времени сложилась тяжелая ситуация с провиантом. Перед битвой солдаты многих полков сутки ничего не ели.Узнав о приближении шведов, герцог де Круа приказал привести войска в боевую готовность и поставить их в одну линию между валами, растянув войска в тонкую линию на протяжении 7 верст и не оставив резерва.
Ночью 30 ноября 1700 года армия Карла XII, соблюдая полную тишину выступила к русским позициям. В 10 часов утра русские увидели шведские войска, которые «при звуках труб и литавр, двумя пушечными выстрелами предложили сражение». Герцог де Круа срочно созвал военный совет. На совете Шереметев, указывая на растянутость позиций армии, предложил оставить часть войск для блокады города, а остальную армию вывести на поле и дать сражение. Это предложение было отвергнуто герцогом, который заявил, что армия не сможет противостоять шведам в поле. На совете было принято решение оставаться на месте, что передавало инициативу в руки шведского короля.
В отличии от русского командования, которое считало, что ему противостоит 30-тысячная шведская армия, король Карл прекрасно знал численность и расположение войск противника. Зная, что наиболее сильно укреплён центр русской армии, король решил сосредоточить атаки на флангах, прижать русских к крепости и сбросить их в реку. Король лично командовал войском. В центре на холме Германенсберг расположиласль шведская артиллерия под командой генерал-фельдцейхмейстера барона Шёблада. Правым флангом командовал Карл Густав Реншильд (три колонны по 10 батальонов), левым — Отто Веллинг (11 батальонов пехоты и 24 эскадрона кавалерии). Впереди колонн шли по 500 гренадеров с фашинами.