1707年，彼得一世提出归还除圣彼得堡和涅瓦河沿线的所有占领区，但是查理十二拒绝了。他从萨克森移军俄国。虽然他的目标是莫斯科，他的军队力量被寒冷的天气和彼得的焦土政策大大损耗。正当主力向南前往乌克兰修养时，他们的一支携带大量给养的增援部队在莱斯纳雅被拦截消灭，瑞典的盟友伊万· 马泽帕在巴图扬也遇到了同样的命运。查理在波尔塔瓦战役中被彼得率领的人数占优的军队击溃，本人流亡奥斯曼帝国，败军在佩罗沃洛查投降。
这次惨败并没有结束战争，尽管此役之后瑞典败局已定。丹麦和萨克森重新加入战争，强人奥古斯特通过鲍里斯·库拉金的政治活动重登波兰王位。彼得继续在波罗的海征伐，最终还建立了一支强大的海军。
1710年，俄军占领了里加和塔林。波罗的海诸省在爱沙尼亚和立窝尼亚投降后并入俄罗斯帝国。
同盟的建立
新反瑞同盟的建立
波尔塔瓦战役之后，彼得一世与强人奥古斯特在签订《索恩条约》(1709)，丹麦-挪威的弗里德里克四世与强人奥古斯特在《德累斯顿条约》(1709)，俄国与丹麦-挪威在后来的《哥本哈根条约》后分别结成同盟。在《汉诺威条约》(1710)中，布伦瑞克-吕讷堡与俄国结成同盟，选帝侯后来成为大不列颠国王乔治一世。1713年，勃兰登堡-普鲁士与俄国在《施威德特条约》结成同盟。
同时，大不列颠国王，汉诺威的乔治一世于1715年达成了三项同盟:《柏林条约》与丹麦-挪威，《斯德丁条约》与勃兰登堡-普鲁士，还有《格赖夫瓦尔德条约》与俄国。
奥斯曼帝国
在军队投降后，瑞典国王查理十二世和一些士兵逃往奥斯曼帝国，在班德尔附近建立了殖民地。
彼得大帝要求驱逐查理十二世，在苏丹艾哈迈德三世拒绝后，就决定入侵奥斯曼帝国强迫其同意。但是俄军被优势土军堵截在普鲁特河。彼得大帝成功撤退，割让了几块领土并承诺从神圣罗马帝国撤军，允许查理十二世回到瑞典。这些条款载于《亚得里亚堡条约》(1713)中。
但是查理十二世似乎没有兴趣回国，相反，在殖民地建立了朝廷并试图说服苏丹联合瑞典进攻俄国。苏丹拒绝了，撤销了之前对查理慷慨的招待，于1713年在卡拉布里克逮捕了他。
查理十二世后来被囚禁在帖木儿塔什和德莫提卡，之后他放弃了在奥斯曼帝国的领地，花了14天回到瑞典。
1710~1716
1710年，在波兰的瑞典军队在联军的追赶下撤退到瑞属波美拉尼亚。
1711年，斯特拉尔松遭到围攻。但是瑞典的援军拯救了该城，保住了波美拉尼亚口袋，之后向西在加德布施战役中击败了联军。在联军追赶下，瑞军被困住并在托宁围城战中投降。
1714年，查理自奥斯曼帝国回国，于11月到达斯特拉尔松。在附近已经被瑞典的格赖夫斯瓦尔德，彼得大帝与英国国王乔治一世刚刚在10月结成同盟。之前作为中立势力参加波美拉尼亚战役的勃兰登堡-普鲁士于1715年夏天向瑞典宣战，正式加入联盟。
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