Kolejnym epizodem wojny północnej była w listopadzie klęska Rosjan pod Narwią, a w 1701 r. Karol XII pokonał wojska rosyjsko-saskie pod Dźwiną. W lipcu tego samego roku król szwedzki na czele swej armii rozgromił w bitwie pod Rygą saskie wojska Augusta Mocnego, a w konsekwencji zajął Kurlandię i Inflanty.
Teraz wnuk Karola X Gustawa, który najechał Polskę w tzw. potopie szwedzkim, wkroczył w 1702 r. ze strony Inflant na ziemie polskie. Po zajęciu w kwietniu Wilna, a następnie Warszawy, ruszył w kierunku Krakowa. We wsi Kliszów niedaleko Pińczowa doszło do bitwy pomiędzy jego armią a połączonymi siłami sasko-polskimi, dowodzonymi przez Augusta II Mocnego i hetmana wielkiego koronnego Hieronima Augustyna Lubomirskiego. Po raz ostatni w historii odnotowano dwie nieudane próby użycia husarii.
7 sierpnia 1702 r. Szwedzi zdobyli Kraków i ruszyli na Saksonię. Kiedy Karol XII i jego wojska dokonywali niszczących przemarszów przez ziemie polskie, jego największy rywal Piotr I miał czas i sposobność, aby reorganizować swoją armię, unowocześnić siłę artylerii i wyposażyć piechotę w nowoczesną broń czarnoprochową. Krok po kroku Rosjanie odzyskiwali stracone niegdyś pozycje. Piotr I zdobywał po kolei Dorpat, Wolmar, Narwę i Szlisselburg. Teraz to Rosjanie wkraczali na ziemie Rzeczypospolitej. W 1703 r. Piotr I i jego armia zdobyli ujście rzeki Newy do zatoki Fińskiej i wtedy car zdecydował o budowie twierdzy Pietropawłowskiej i miasta Sankt Petersburga. Piotr I był w realizacji tego karkołomnego dzieła niezwykle zdeterminowany. Czuł instynktownie, że jest to dogodna sposobność na zakotwiczenie się na zawsze Rosji nad Bałtykiem.
Koniec szwedzkiej potęgi
Wieści z Rosji wywołały gniew Karola XII, który po pokonaniu Saksonii uważał się za władcę całego wybrzeża basenu Morza Bałtyckiego. Za swój obowiązek uważał uczynienie Bałtyku wewnętrznym akwenem Szwecji. W 1707 r. ruszył z 44-tysięczną armią w kierunku państwa Piotra I. Rosjanie usuwali się Szwedom z drogi, wciągając ich w głąb kraju. Stosowali przy tym po raz pierwszy w swojej historii taktykę spalonej ziemi, co nastręczało problemów aprowizacyjnych armii Karola. Jednak obsesyjnym celem Karola XII stała się Moskwa. Szwedzki król był wciągany w tę samą pułapkę, w którą 100 lat później wejdą Francuzi, a ponad dwa wieki później Niemcy.
W 1708 r. w bitwie pod Hołowczynem w północnej części Wielkiego Księstwa Litewskiego Szwedzi odnieśli ostatnie zwycięstwo nad Rosjanami. Po drodze Karol XII zawiązał sojusz antyrosyjski z hetmanem kozackim Iwanem Mazepą. Armia Karola XII miała zostać wzmocniona przez idącą z Rygi armię pod dowództwem gen. Adama Lewenhaupta. W okolicach wsi Leśna (dziś białoruski obwód mohylewski) nastąpiło starcie z siłami dowodzonymi osobiście przez cara Piotra I. W niezwykle krwawym boju Rosjanie rozgromili Szwedów i było to pierwsze zwycięstwo Piotra I nad Szwedami nazwane przez cara matką Połtawy. Ostateczne rozstrzygnięcie rywalizacji między dwoma monarchami nastąpiło 8 lipca 1709 r. w czasie bitwy pod Połtawą, nad rzeką Worsklą na Ukrainie Lewobrzeżnej. W gorący dzień armia szwedzka została rozbita, a ranny w piętę Karol XII ratował się ucieczką do znajdującego się pod panowaniem Turcji mołdawskiego miasta Bender, w którym udzielono mu azylu politycznego.
W stulecie panowania Romanowów w Rosji, w 1713 r., car Piotr I przeniósł stolicę z Moskwy do Sankt Petersburga. Spełniło się jego marzenie o porcie nadbałtyckim, który miał nosić jego imię. W tym samym roku Karol XII potajemnie wrócił do Szwecji. Pięć lat później zginął w niejasnych okolicznościach trafiony kulą w głowę podczas oblężenia przez Szwedów twierdzy Fredrikshald w Norwegii, należącej wówczas do Danii.