查理十二世决定在入侵俄国之前使萨克森退出战争，并与波兰结盟。1701年夏，他在利夫兰(里加附近)战胜萨克森军队。与此同时，一支瑞典分舰队(5艘巡航舰、2艘尖底帆船)驶入白海，企图占领阿尔汉格尔斯克，但其冲击被俄军炮火击退。查理十二世在波罗的海沿岸留下总数约15万人的几个监视军后，未经宣战即以其主力侵入波兰。查理十二世先后占领了华沙、克拉科夫、托伦，并在克利绍夫附近再次战胜(1702年夏)萨克森人，继而废黜了奥古斯都二世，宣布瑞典人的傀儡列琴斯基为波兰国王。奥古斯都二世的拥护者在卢布林召开的国会上通过决议：加入俄国军事同盟，并对瑞宣战。根据纳尔瓦盟约(1704年)，俄国和波兰于8月30日互相保证不单独与瑞典缔结和约。于是，查理十二世在波兰的处境变得困难了：奥古斯都二世的拥护者仍拥有萨克森军队；瑞典残酷的镇压和苛刻的军税政策激起波兰人的积极反抗。
彼得一世正确地分析了敌人在波兰的严重处境后，采取了坚决的行动。1701年12月21日，舍列梅捷夫的几个龙骑兵团于埃雷斯特费尔第一次战胜什利片巴赫将军的1个瑞典军。1702年7月30日，舍列梅捷夫再次重创什利片巴赫于古梅利斯戈夫。瑞军残部躲进佩尔诺夫。同时，阿普拉克辛所部迫使瑞军退出俄国军事基地新拉多加，将其击溃于伊若拉河畔，并使其退向涅瓦河口的尼延尚茨(坎齐)要塞。特尔托夫指挥的帆桨船区舰队分别在拉多加湖、凯克斯霍尔姆(普里奥焦尔斯克)附近击败瑞典战舰，迫其退向维堡。1702年10月22日，彼得一世夺占了诺特堡要塞。翌年春，他又占领尼延尚茨、扬堡和科波里耶。彼得一世为了切断瑞典舰队驶入涅瓦河的通道，在科特林岛附近的河口南面的通航支流上修筑了喀琅施洛特要塞。1704年夏，俄军攻占了强大的多尔帕特(塔尔图)和纳尔瓦要塞及伊凡哥罗德。由于萨克森军队有被瑞典和列琴斯基两军的优势兵力歼灭的危险，彼得一世于1705年夏将主力部队(约35万人)调至涅曼河畔的格罗德诺，在此与奥古斯都二世的部队(约1万人)会合。此时，俄国波罗的海舰队已粉碎了瑞典分舰队突入涅瓦河的企图。