В 1700 г. Россия в союзе с Саксонией и Данией объявила войну Швеции, приступив к осаде Нарвы. Однако король Карл XII высадил под Копенгагеном десант и в августе 1700 г. вынудил Данию заключить с ним мир. Освободившиеся 12 тыс. солдат Карл XII срочно перебросил к Нарве. Шведы 19 ноября внезапно атаковали русские войска и добились победы.

Поражение под Нарвой обнаружило отсталость России в экономическом и военном отношении. Одержав победу, Карл XII считал Росси выведенной из войны. В России же начали готовиться к войне более серьезно, учитывая при этом и ошибки, допущенные при Нарвском сражении.

Оправившись от поражения, русские войска начали одерживать ряд серьезных побед. К маю 1703 г. все течение Невы оказалось в руках русских. У устья этой реки 16 мая 1703 г. закладывается Петропавловская крепость, положившая основание Петербургу, ставшему через 10 лет столицей государства. В 1704 г. шведские гарнизоны в Нарве и Дерпте капитулировали. В это время Карл XII занял Варшаву, поэтому, чтобы не лишиться своего последнего союзника, Россия решила оказать помощь польскому королю. Русская армия вступила на территорию Речи Посполитой, однако спасти союзника не удалось.

С этого времени вся тяжесть борьбы с сильным противником легла на плечи одной России.

После побед в Польше и Саксонии армия Карла XII весной 1708 г. начала свой поход к границам России. Русская армия, уклоняясь от генерального сражения, медленно отходила на восток, однако Карл XII отказался от прямого пути на Москву через Смоленск и повернул на Украину, в расчете на поддержку гетмана Мазепы.

С 1 апреля 1709 г. шведская армия начала осаду Полтавы.

Генеральная битва началась ранним утром 27 июня 1709 г. и закончилась разгромом шведской армии. Военные действия теперь были перенесены в Прибалтику. В 1714 г. у мыса Гангут русский флот одержал крупную победу над шведами. С этого момента началась дипломатическая подготовка заключения мира, однако смерть Карла XII в 1718 г. отодвинула этот момент.

Русское командование трижды в 1719 — 1721 гг. организовывало успешные десантные операции на территории Швеции.

В 1719 г. русский флот одержал победу над шведскими войсками у острова Эзель, а в 1720 г. — у острова Грегам. Только после этого Швеция решила пойти на мир.

В мае 1721 г. в Ништадте (Финляндия) был заключен мир. За Россией закреплялось побережье Балтийского моря от Выборга до Риги, Швеция возвращала себе Финляндию. Таким образом, Россия получила долгожданный выход к Балтийскому морю. Победа эта означала, что Россия превратилась в великую европейскую державу. Это было достигнуто в результате реформ, которые охватили все стороны государства, вывели страну из технико-экономической и культурной отсталости. В 1721 г. Сенат торжественно поднес Петру I титул императора.

Россия стала называться Российской империей.