После возвращения из Великого посольства Петр I занялся подготовкой к борьбе за выход к Балтийскому морю. В 1700 году началась Северная война: Россия действовала в союзе с Данией, Саксонией, Польшей и другими странами против Швеции. Согласно позиции русского царя, война была объявлена «за многие неправды шведского короля» и «рижское оскорбление» — весьма холодный прием, оказанный Великому посольству в Риге. Очень важное значение для Петра I имело одно из первых сражений кампании — битва при Нарве, которая закончилась сокрушительным поражением для России.

 
Численность гарнизона защитников шведской Нарвы не превышала 2000 человек. 20 октября (по старому стилю) русские войска приступили к обстрелу крепости. Зарядов хватило лишь на две недели. Серьезного результата работа артиллерии не принесла: орудия и порох оказались низкого качества. Крепостные стены легко выдержали обстрел, а шведы убедились в плохом оснащении русских войск. Так, за целый месяц не удалось пробить в защите ни одной бреши.

 
19 ноября 1700 года шведы провели неожиданную контратаку. Петр I в этот момент отсутствовал в лагере: он отправился за подкреплением в Новгород. Получив от перебежчика-лифляндца точные данные о расположении осаждавших, солдаты Карла XII, скрытые от русских войск завесой снегопада, обрушились на неприятеля. Многие офицеры-иностранцы, включая генерал-фельдмаршала Карла-Евгения де Круа, перешли на сторону шведов. На представленной гравюре художник запечатлел, как де Круа протягивает свою шпагу королю Карлу XII.

 
После битвы Карл XII счел русских слабыми, а потому неинтересными противниками и все свои усилия сосредоточил на войне с польским королем Августом, однако поражение лишь мотивировало Петра на реванш.