Настала зима. Петр отравился в Воронеж и сделал распоряжение о постройке шести больших военных кораблей не в самом Воронеже, а в построенном им тогда нарочно городе Таврове; из Воронежа государь отправился в Олонец: и там у него также устроена была корабельная верфь. Он основал в Олонце железные заводы и в своем присутствии приказывал лить пушки, а весною, в марте, Петр опять уже был в Петербурге и деятельно занимался его постройкою. Ему до чрезвычайности понравилось это место, и он стал называть его своим раем (парадизом).
1704-й год был замечательно счастлив в войне со шведами. Шереметев опустошил Эстонию таким же жестоким способом, как в прежнее время Ливонию, а потом осадил Дерпт. 3-го июля сам царь прибыл к городу; 13-го русские сделали приступ, разбили ворота, и комендант Скитте сдал город со 132 орудиями, выговоривши себе свободный выход. Царь тотчас же утвердил все привилегии города, призывал жителей оставаться на своих местах и обнадеживал своею милостью. Тогда 1388 чел. шведов, положивших оружие, вступили в русскую службу. 9-го августа взята была Нарва, но здесь не так милостиво русские разделались с побежденными, как в Дерпте: комендант Горн не хотел сдаваться, и русские солдаты ворвались силою в город, истребляли и старого и малого. Петр, усиливаясь остановить напрасное кровопролитие, собственноручно заколол несколько солдат, но храброму коменданту за его упорство дал пощечину. Вслед за тем сдался Иван-город, расположенный на другом берегу реки Наровы. Осенью Петр опять занимался постройкою кораблей на Олонецкой верфи, потом заложил в Петербурге адмиралтейство, осмотрел новозавоеванные города, Нарву и Дерпт, а в декабре праздновал в Москве свои победы и возвращение России ее древних земель. Было устроено семь триумфальных ворот, через которые проезжал государь; за ним вели пленных шведских офицеров и везли взятые у неприятеля пушки и знамена.
В 1705 году Петр хотел выгнать шведов из Курляндии, сам с войском приехал в Полоцк и отправил фельдмаршала Шереметева к Митаве; другою частью войска начальствовал другой фельдмаршал, иностранец Огильви, возведенный Петром в этот сан к досаде его русских полководцев. Находясь в Полоцке, русский царь имел столкновения с униатскими монахами: посетивши униатский монастырь, он с неудовольствием увидел богато украшенный образ Иосафата Кунцевича, жестокого врага православной веры, некогда убитого народом и признаваемого униатами священномучеником. Раздосадованный ответом монаха, отозвавшегося с почтением об Иосафате, Петр приказал схватить нескольких монахов. Монахи и послушники стали сопротивляться: русские четырех убили, а одного из них, который славился своими фанатическими проповедями против православных, Петр приказал повесить. Этот поступок наделал в свое время много шуму в католическом мире. Петр не слишком смотрел на это; расправившись таким образом с униатскими монахами, он выехал в Вильно и здесь получил известие о поражении Шереметева.
15-го июля этот полководец, до сих пор так удачно воевавший, столкнулся со шведским генералом Левенгауптом при Гемауертгофе, был разбит наголову и сам был ранен. Петр не только не ставил ему этого в вину, но письменно утешал его в несчастии и замечал, что постоянная удача часто портит людей. Поражение Шереметева не произвело, однако, большой беды. Левенгаупт не воспользовался своею победою, ушел в Ригу, а Петр выступил из Вильно в Курляндию, 2-го сентября взял столицу Курляндии, и вся страна покорилась ему.
Отсюда Петр положил идти в Литву на выручку Августа, но выслал Шереметева в Астрахань для усмирения возникшего там бунта, а главнокомандующим у себя назначил иностранца Огильви, не ладившего, однако, с любимцем царя Меншиковым. Под его начальством русское войско вступило в Литву. Главная квартира его устроена была в Гродно. В октябре прибыл туда царь и свиделся там с Августом; потом, предоставивши ведение войны фельдмаршалу Огильви, он уехал в декабре в Москву.
Кроме вспомогательного русского войска под начальством Огильви, у Августа, по заключенному прежде договору, был русский отряд, состоявший из солдат и украинских казаков; он находился под командою Паткуля, который, как мы сказали, в это время носил звание доверенного царя при польском короле. Паткуль не ладил с саксонскими министрами Августа, и сам Август не любил его. С одной стороны, Август раздражен был против него за сношение с берлинским кабинетом; прусский король был дурно расположен к Августу и склонялся даже к тому, чтобы признать соперником его Станислава Лещинского, а Паткуль не только имел друзей в Берлине, но в своих письмах, отправляемых туда, отзывался дурно о саксонских министрах и порицал поступки Августа. С другой стороны, Паткуль беспрестанно жаловался царю, что порученное ему русское войско очень дурно содержится в Саксонии, что саксонские министры нарочно отвели квартиры этому войску в разоренном крае, где оно терпит большие лишения. Паткуль указывал, что в крайней нужде, в какую поставлено русское войско, служившее Августу, он истратил собственные деньги на прокормление русских. Наконец, Паткуль представлял, что для спасения русских от голодной смерти в Саксонии, лучше всего отдать русский отряд внаймы императору. Петр дал Паткулю полномочие на передачу русского войска императору, но только в крайнем случае. Пользуясь этим дозволением, Паткуль заключил договор с имперским генералом Штратманом о передаче русского отряда в имперскую службу на один год. Саксонский государственный совет, правивший страною в отсутствии короля, был до чрезвычайности раздражен этим поступком и после напрасных увещаний, обращенных к Паткулю, не делать того, что он затевает, совет, по предложению фельдмаршала Штейнау, приказал арестовать Паткуля и отправить в крепость Зонненштейн. Петр протестовал против такого поступка, требовал отпуска Паткуля, необходимого для него уже и потому, что Паткуль обязан был отдать отчет русскому царю в своих действиях. Но протестации Петра остались бесплодными.
Между тем Карл XII, простоявши несколько месяцев в Блоне, в январе 1706 года, несмотря на суровую зиму, бросился на Гродно, думая захватить там Августа; Август хотя и не достался в руки Карла, успевши ранее выйти из Гродно с четырьмя русскими полками и соединиться со своим генералом Шиленбергом, но 2-го февраля, вместе с этим своим генералом, был разбит наголову шведским генералом Реншильдом. Карл простоял под Гродно до конца марта, пытаясь взять этот город, защищаемый Огильви; наконец, по приказанию Петра, Огильви вырвался из осады и ушел, потерявши значительное число русского войска от болезней и недостатка в припасах. Карл из-под Гродно не преследовал его, а ушел на Волынь и расположил там свое войско, пользуясь изобилием, господствовавшим в стране, и облагал тяжелыми контрибуциями имения панов, придерживавшихся стороны Августа. Пребывание Карла на Волыни заставляло Петра опасаться, чтобы шведский король не ворвался в Украину, и, в предупреждение этого, Петр сначала отправил в Киев Меншикова, а 4-го июля сам прибыл туда в первый раз в жизни и, пробывши там полтора месяца, заложил нынешнюю Печерскую крепость. Он оставил Украину только тогда, когда получил известие, что Карл вышел из Волыни в противоположную сторону. Петр поскакал в Петербург, а в Польшу отправил войско под начальством Меншикова; фельдмаршал Огильви был уволен.
Карл XII на этот раз решился нанести вред своему врагу в его наследственных владениях; оставивши генерала Мардефельда в Польше, он вступил в Саксонию и начал, по своему обычаю, налагать на жителей тяжелую контрибуцию. Тут Август, испугавшись за свои наследственные земли, отправил к шведскому королю своего министра Пфингтена просить мира, и этот уполномоченный от имени своего короля заключил со Швециею, в замке Альтранштадте, близ Лейпцига, договор, по которому Август отрекался от польской короны в пользу Станислава Лещинского, разрывал союз с русским царем, обязывался отпустить всех пленных и выдать изменников, в ряду которых Паткуль занимал первое место. Пфингтен привез своему королю этот договор для утверждения 4-го октября в Пиотроков, где был и Меншиков со своими войсками. Король тайно утвердил договор, но Меншикову об этом не сказал, так что Меншиков, вместе с русскими и саксонскими войсками, продолжал воевать со шведами в качестве союзника Августа. Не подавая Меншикову вида о состоявшемся примирении, Август, однако, дал сам об этом тихонько знать шведскому генералу Мардефельду, но Мардефельд, не получая еще о том же известия от своего короля, не поверил Августу и вступил в битву с Меншиковым у Калиша. С Мардефельдом, кроме шведов, были и поляки (по русским известиям до 20000). 18-го октября произошла битва, кончившаяся полною победою русских. Победа эта произвела большое торжество в России; Август продолжал таиться перед Меншиковым, вместе с ним совершал благодарственные молебствия о победе, отпустил Меншикова с войском на Волынь и продолжал скрывать от русского посла Василия Долгорукова заключенный со шведами мир, пока нельзя было долее скрывать тайны. Карл обнародовал Альтранштадтский мир; тогда Август уверял Долгорукова, что он заключил мир только видимый, чтобы спасти Саксонию от разорения, а как только Карл выйдет из его владений, так он тотчас нарушит этот мир и заключит опять союз с царем. Следствием Альтранштадтского мира была выдача Паткуля 4. Военные обстоятельства были поводом, что главнейшая деятельность Петра во внутреннем устроении государства клонилась к возможно большему обогащению казны и к доставке средств для ведения войны. Этой цели соответствовали почти все нововведения того времени, получившие впоследствии самобытный характер в сфере преобразований. Таким образом для правильного и полного взимания поборов необходимо было привести в известность количество жителей в государстве, и для того учреждены, в 1702 году, метрические книги для записки крещенных, умерших и сочетавшихся браком.