Великое посольство не сумело найти союзников для войны с Турцией за Чёрное море. Зато датский король и Август II, правитель Саксонии и Речи Посполитой, готовы были воевать со Швецией за возвращение своих прибалтийских владений. Теперь главной задачей Петра становится завоевание выхода к Балтийскому морю. Дания, Саксония, Речь Посполитая и Россия составили Северный союз, который в 1700 г. объявил войну шведскому королю Карлу XII. В самом начале Северной войны Дания освободила от власти шведов несколько прибрежных городов, Август II осадил Ригу, а Пётр I – Нарву. Под этой крепостью было собрано 40 тысяч русских воинов: здесь находились дворянское конное ополчение, спешно восстановленные стрелецкие полки, только что набранные в солдаты крестьяне и ремесленники; сюда свезли все не занятые в крепостях разнокалиберные пушки. Во главе этой разношёрстной армии были поставлены наёмные европейские офицеры.
Получив известие о войне, восемнадцатилетний Карл XII не растерялся. Хорошо обученная шведская армия неожиданно высадилась у столицы Дании Копенгагена. Датский король был вынужден выйти из войны и заключить мир со Швецией. Северный союз лишился единственного государства, имевшего флот на Балтике. Не теряя времени, Карл XII перебросил шведскую армию под Нарву.
В предутренней темноте, во время ноябрьской метели, 8 тысяч шведов атаковали лагерь русской 40-тысячной армии. Половина полков была застигнута врасплох, солдаты от неожиданности растерялись и побежали. Наёмный иностранец-главнокомандующий в сердцах воскликнул: «Пусть сам чёрт дерётся с такими солдатами!» и вместе со всем штабом сдался шведам. Русские полки были оттеснены к реке, а единственный мост через неё обрушился под бегущими солдатами. В панике многие воины пытались спастись вплавь и гибли. Только Семёновский и Преображенский полки остались у моста, сдерживая силы противника, и переправились через реку лишь тогда, когда вся остальная армия бежала. По условиям перемирия русские воины сохраняли личное оружие и знамёна, но должны были сдать шведам всю полевую артиллерию (140 пушек).
После победы под Нарвой шведский король посчитал Петра слишком слабым противником, а русских воинов назвал «неучами». Карл XII увёл армию в Польшу, рассчитывая быстро расправиться со своим третьим врагом. Однако Август II хотя и терпел поражения, сдавая шведам город за городом, но сумел противостоять им в течение нескольких лет. По словам Петра, Карл XII «надолго увяз» в Польше. Северная война приняла затяжной характер.
