В феврале 1701 года он встречался с королем Августом II в замке Бризен, недалеко от Дунабурга. Чтобы отпраздновать эту радостную встречу, они устроили соревнование по стрельбе из пушек по мишеням. Король Польши попал в цель два раза, русский царь – один. Но Петр отыгрался в тот же вечер, за столом. Август II так опьянел, что его невозможно было разбудить на следующее утро к началу мессы. Бодрый и свежий Петр, православный монарх, присутствовал один на богослужении в католическом храме. Август II, проспавшись, продолжил банкет. Пир длился три дня и три ночи. Между возлияниями говорили о политике. Чтобы продемонстрировать свою силу, польский король решил покрутить пальцами серебряное блюдо. Петр поддел его и, смеясь, предложил проделать то же самое со шпагой шведского короля. В конце концов два государя подписали новый договор, по которому после победы Ливония и Эстония отойдут Польше, а Ингрия и Карелия – России. Подобных договоренностей Петр достиг и с Данией.

Начало этой двойной коалиции не было удачным. Соединение русской и польской армии закончилось поражением под стенами Риги. Карл XII захватил города Митау, Бауск, Бирсен и прогнал русских и саксов из Ливонии и Курляндии. Между тем в июне в результате сильного пожара был уничтожен московский Кремль. Административные здания с архивами, склады с продовольствием, арсеналы с боеприпасами, дворцы и богато украшенные церкви горели, как факелы. С колокольни Ивана Великого упали колокола. Самый большой колокол, весом восемь тысяч пудов, разбился при падении. Для народа это было плохим предзнаменованием. Но со снегом пришли хорошие новости для русских. Несколько месяцев спустя, в самом разгаре зимы, Шереметев застал врасплох шведов в Шлиппенбахе и, несмотря на превосходство шведов в числе, победил их в Эрестере. Эта первая победа русских была встречена Петром как начало национального воскресения. Во время празднеств, устроенных по этому поводу, с артиллерийскими залпами и салютом, некоторые плененные шведы проходили по улицам. После чего их продавали на рынке по три или четыре гульдена за голову. Спрос на шведов был так велик, что вскоре цена увеличилась до тридцати гульденов за голову. «Одержав победу с небольшим превосходством, – писал голландский резидент Ван дер Гульст, – на деле наделали столько шуму, как будто перевернули весь мир».

В следующем, 1702 году русские одержали новые победы в Волмаре и Мариенбурге, в то время как Карл XII победил саксов и поляков в Клиссове и вошел в Краков. С наступлением осени Петр решает сосредоточить свои усилия по направлению к Неке. Склад продовольствия и артиллерии переместился благодаря его стараниям на берега Ладожского озера. Там стали готовить корабли для речных атак. Главной целью была крепость Нотебург, расположенная на острове, в месте, где Нева вытекает из озера. Во времена господства русских эта крепость называлась Орешек. Петр хотел, по его выражению, «расколоть этот орешек двумя пальцами». Штурм длился тридцать пять часов. Наконец 11 октября 1702 года гарнизон в количестве четырехсот пятидесяти человек, поддерживаемый ста сорока двумя пушками, капитулировал. Тотчас же Петр переименовал крепость в Шлиссельбургскую, «крепость ключа». Этот ключ в сознании царя должен был быть ключом от ворот Невы и моря. В продолжение операции подошел Шереметев с двадцатитысячной армией, пройдя вдоль правого берега реки, через лес, и приблизившись к Ниеншанцу в устье реки Невы. Петр прибыл туда же по воде с другими войсками на шестидесяти лодках. 1 мая 1703 года гарнизон Ниеншанца сдался после недолгого обстрела. Но спустя шесть дней два военных шведских корабля, игнорируя капитуляцию Ниеншанца, показались в невском устье, у входа в Финский залив. Незамедлительно, по приказу «капитана бомбардиров» Петра и «лейтенанта» Меншикова, солдаты на тридцати весельных лодках приблизились к кораблям, взяли их на абордаж, убили пятьдесят восемь матросов и захватили девятнадцать в плен.