8 августа 1700 г. Петр получил известие о заключении тридцатилетнего мира с Турцией, по которому Азов и побережье Азовского моря до реки Миус оставались за Россией. А уже на следующий день царь двинул свои войска на шведскую крепость Нарву, когда-то принадлежавшую России. Началась длительная Северная война, ставшая второй жизнью Петра и подчинившая себе страну на долгие двадцать лет.
В войну со Швецией Россия вступила, имея за плечами союзные антишведские договоры с Данией, Саксонией, Польшей.
Петр действовал при этом скрытно и неожиданно. Русские дипломаты всячески скрывали произошедший поворот во внешней политике России. Они делали вид, что Россия все еще стремится к войне с Турцией. Шведы, желая отвлечь русские силы на юг, даже подарили Петру для Азовского флота и Таганрогской крепости 300 новых пушек. В дни, когда русская армия уже двигалась на Нарву, русский посол в Швеции вручил королю Карлу XII в Стокгольме грамоту Петра с уверениями в дружбе. Уроки европейской дипломатии явно пошли русскому царю впрок.
Кроме того, обозначившаяся в Европе война за испанское наследство могла отвлечь европейские державы от начавшейся борьбы за берегах Балтики. На это Петр также рассчитывал, ознакомившись во время поездки в Европу с политикой бывших союзников России по антитурецкой коалиции. И теперь он без колебаний направил на север 40-тысячную армию.
Противник у России был исключительно опасный. В это время Швеция являлась одним из могущественных государств Европы.
В результате завоеваний она захватила почти все побережье Балтийского моря. Ее флот господствовал на Балтике и в северных широтах. Шведская армия была одной из самых сильных в Европе. Специально для ее обеспечения оружием и снаряжением строились промышленные предприятия. Во главе Швеции стоял 18-летний король Карл XI. Несмотря на молодость, он проявил яркие полководческие способности, решительность и неукротимость в борьбе со своими противниками. Рядом с королем стояла блестящая плеяда шведских генералов, одержавших на полях Европы уже немало побед. Заботясь об армии, король увеличил налоги, ввел рекрутский набор. Вся Швеция работала в эти годы на свою армию и своего воинственного короля, также истощая силы страны.
Но прежде чем русские войска подошли к Нарве, Карл XII нанес союзникам стремительный удар. Он высадил корпус на южных берегах Балтики и прямым ударом на Копенгаген – столицу Дании – и бомбардировкой города со стороны подошедшей шведской эскадры вывел это государство из войны. Дания запросила мира. Быстро расправился он и с саксонцами. При первом же столкновении со шведскими силами саксонцы во главе с Августом II, польским королем, сняли осаду шведской крепости Риги и отступили, саксонско-польский союзник России бежал, спасаясь от преследовавшего его Карла XII. После этого «шведский лев», как называли молодого шведского короля, ринулся в сторону России. Он высадил свою 15-тысячную армию на побережье нынешней Эстонии и двинулся к Нарве.
К этому времени русские части во главе с Петром в течение нескольких недель вели безуспешную осаду города. Бомбардировки не дали результата. Боеприпасов и продовольствия катастрофически не хватало. Русское осеннее бездорожье сыграло здесь роковую роль, и их не сумели подвезти. Наступали морозы, русские солдаты страдали от холода, голода и болезней. К тому же в армии начался разлад. Русские солдаты, особенно старые сохранившиеся стрелецкие части и дворянская конница, которые продолжали оставаться главной военной силой страны, с подозрением и недоверием относились к иностранным офицерам. Вновь собранные полки еще не имели боевой выучки и опыта. В полной мере Петр мог положиться лишь на свои, уже прошедшие боевую подготовку, гвардейские полки (Преображенский, Семеновский) и Лефортов.
Слабости русской армии хорошо использовал шведский король. Шведы подошли к Нарве 18 ноября. Петр не ожидал их столь быстрого появления и к этому времени уехал в Новгород, чтобы организовать подвоз боеприпасов и поторопить отставшие полки.
Карл XII не стал медлить и на следующий день с ходу повел свою небольшую, но решительную, дисциплинированную и хорошо вооруженную армию в атаку на русские позиции. В это время началась снежная метель. Ветер нес снег в глаза русским. Под прикрытием метели шведы обрушились на дворянские и стрелецкие полки и привели их в смятение. Иностранные офицеры, в том числе и командующий, тут же сдались в плен шведам, оставив армию без руководства. Русские полки начали беспорядочное отступление. Удар шведов стойко выдержали только гвардейские части. Но судьба сражения была уже решена. Русские потеряли много убитыми, ранеными, утонувшими в реке Нарве. Часть армии была захвачена в плен. На другой берег реки в полном порядке отступили лишь бывшие «потешные».
В ходе переговоров Карл XII, опасаясь, что русские полки придут в себя и, пользуясь огромным перевесом сил, перейдут в наступление, предложил им покинуть позиции. При этом у побежденной армии сохранялось оружие, но она теряла всю артиллерию.
После этого Карл XII, посчитав, что с русским царем покончено, отправился в Польшу, вдогонку за Августом II. В Европе в честь победы шведов была выпущена памятная медаль, на которой Петр I был изображен бегущим с поля боя и потерявшим треуголку и шпагу. Надпись на медали гласила: «И шед он, горько плакася». Эти слова были взяты из Евангелия, рассказывающего о горьких минутах апостола Петра, чье имя носил русский царь.
Потрепанные и разрозненные русские полки побрели в сторону Новгорода.
Петр с болью воспринял весть о поражении, отметив, что невелика была заслуга высокопрофессионального и бывалого войска одержать «викторию» над полуобученными рекрутами и старой дворянской конницей. Поражение под Нарвой царь назвал «великим счастьем», потому что оно «леность отогнало и ко трудолюбию и искусству день и ночь принудило».