В этих условиях необходимо было менять внешнеполитические планы, что и было произведено Петром I с присущей ему решительностью и здравым подходом к делу. Обстановка складывалась так, что появились реальные возможности для борьбы со Швецией. Уже в ходе «великого посольства» готовность к этому выразили бранденбургский курфюрст Фридрих III и саксонский курфюрст Август II, ставший в 1697 г. с помощью России также королем польским. Соответствующую склонность проявила и Дания. Основой, на которой могла быть создана антишведская коалиция, было стремление вернуть захваченные Швецией земли. Благоприятно складывалась и общеевропейская обстановка: Англия, Франция и Голландия, имевшие со Швецией союзные договоры, не могли ей оказать помощь, потому что готовились к войне за испанское наследство. После возвращения Петра I из-за границы начались соответствующие дипломатические переговоры. Они закончились подписанием 11 ноября 1699 г. в с. Преображенском под Москвой союзного договора с Августом II и примерно в то же время — договора с Данией. Между Данией и Польшей уже имелось соглашение об обороне, заключенное в 1698 г. Так образовался Северный союз в составе России, Польши и Дании. По нему Польша и Дания обязывались немедленно начать войну против Швеции, а Россия должна была сделать это после заключения мира с Турцией.

В начале 1700 г. Дания и Польша открыли военные действия против Шведского государства. Датчане напали на Голштинию, являвшуюся союзницей Швеции, но вскоре остановились под крепостью Тоннинген. Войска Августа II вторглись в Лифляндию, принадлежавшую в то время шведам, и осадили Ригу. Мир с Турцией России удалось заключить 3 июля 1700 г., и, как только в начале августа Петр I узнал об этом, он тут же приказал двинуть войска против Швеции. Так началась Северная война, длившаяся 21 год. План русского командования заключался в том, чтобы овладеть Нарвой, сильной крепостью на берегу Финского залива, захваченной шведами, что давало возможность действовать против шведских войск, расположенных как в Прибалтике, так и на побережье Финского залива. В сентябре русская армия осадила Нарву.

Но к тому времени Дания уже была выведена из войны. Шведский король Карл XII, возглавивший свои войска, не без помощи англо-голландского флота высадился около датской столицы Копенгагена, которая оказалась беззащитной, и заставил датчан подписать с ним в августе 1700 г. Травендальский мирный договор. Это дало возможность ему перебросить свою армию в Восточную Прибалтику и двинуться на помощь гарнизону Нарвы. 19 ноября 1700 г. он неожиданно напал на осаждавшие ее русские войска и наголову разбил их. Причины этого тяжелого поражения были в том, что вновь набранная армия была недостаточно обученной, не на высоте оказалась старая дворянская конница, а главнокомандующий армией герцог де Круа и некоторые офицеры-иностранцы, находившиеся на русской службе, изменили и перешли на сторону шведов. Карл XII посчитал, что русская армия уже не поднимется и перенес свои главные действия против Августа II, оставив в Прибалтике небольшие гарнизоны.