Многогранная реформаторская деятельность Петра в полной мере развернулась после начала в 1700 г. войны со Швецией (Северная война). Этот широкомасштабный вооруженный конфликт, ставший тяжелейшим испытанием для страны, стимулировал процесс преобразований, во многом определил их характер и темпы.

Продолжавшаяся 21 год Северная война началась для союзников с неудач. Шведский король Карл XII, талантливый полководец, молниеносным ударом принудил к капитуляции Данию, а в ноябре 1700 г. под Нарвой нанес поражение русским войскам. После этого Карл XII, считая, что Россия более не является серьезным противником, сосредоточил все усилия на борьбе с Августом II.

Предоставленную ему передышку Петр использовал весьма умело. Поражение под Нарвой ускорило проведение военной реформы, в ходе которой была создана русская регулярная армия, ядром которой стали гвардейские полки — Преображенский и Семеновский (бывшие — «потешные»). Собственно к модернизации вооруженных сил царь приступил еще до начала борьбы со шведами.

Сделано, однако, было явно недостаточно. Уже в условиях войны, в 1705 г. завершился начатый пятью годами ранее переход к рекрутской системе комплектования вооруженных сил. Рекрутская повинность распространялась на податные категории населения (крестьян, посадских людей), которым отныне вменялось в обязанность выставлять от определенного числа дворов одного новобранца, призывавшегося на пожизненную военную службу. Эта система, сохранившаяся с известными модификациями до 1874 г., создавала широкие возможности для укомплектования войск необходимым количеством рядового состава.

Большое внимание в процессе проведения военной реформы Петр уделял вопросам, связанным с обучением и воспитанием офицерского корпуса, который пополнялся преимущественно дворянами. Для последних служба (военная или гражданская) являлась и пожизненной, и обязательной повинностью, причем отбывать ее в Петровскую эпоху приходилось не периодически, как прежде, а на постоянной основе.

Для подготовки офицерских кадров были созданы специальные учебные заведения — артиллерийские и инженерные школы. Нужные офицеру знания и навыки дворянские отпрыски приобретали также, проходя службу рядовыми в гвардейских полках — Преображенском и Семеновском.

Петр I стал подлинным основателем русской национальной военной школы, громко заявившей о себе блестящими победами. На полях сражений со шведами прославились такие военачальники, как М. М. Голицын, А. Д. Меншиков, Б. П. Шереметев. Незаурядные полководческие дарования обнаружил и сам царь. Накопленный в годы Северной войны опыт строительства сухопутных вооруженных сил и организаций полевой службы был обобщен в «Уставе воинском», изданном в 1716 г. В целом за сравнительно короткий срок Петр сумел создать мощную армию, способную успешно противостоять войскам первоклассных европейских держав. К 1720 г. она насчитывала в своих рядах 79 тыс. штыков пехоты и 42 тыс. сабель кавалерии. Кроме того, около 70 тыс. человек служило в гарнизонных войсках и 40–70 тыс. в иррегулярных формированиях. Быстро развивавшаяся промышленность обеспечивала армию системами оружия, не уступавшими по качеству лучшим европейским аналогам.

Любимым детищем Петра стал созданный им русский военно-морской флот, строительство которого началось еще в 1695–1696 гг. Именно участие флота во второй осаде Азова обеспечило успех всей операции. После начала Северной войны развернулось сооружение судов на Балтике. Являясь талантливым кораблестроителем, Петр внес огромный личный вклад в создание русской военно-морской мощи. Хорошо показав себя в ходе Северной войны, Балтийский флот к концу жизни царя-преобразователя являл собой весьма внушительную боевую величину, насчитывая в своем составе 32 линейных корабля, 16 фрегатов, 8 шняв, 85 галер.

Для подготовки офицеров флота создавались навигационные школы, ав 1715 г. в Петербурге была открыта Морская академия. Порядок обучения моряков, внутренняя жизнь флота и принципы его боевого применения регламентировались «Уставом морским», изданным в двух частях в 1720 и 1722 гг.

Военные реформы Петра обернулись успехами на полях сражений со шведами. Оправившись от Нарвской «конфузии» и воспользовавшись тем, что Карл XII «увяз» в Польше, русские войска провели ряд удачных операций в Прибалтике. В 1703 г. в устье Невы был основан Санкт-Петербург, ставший для России «окном» в Европу, а вскоре и столицей страны.

В 1704 г. русские войска взяли Нарву и Дерпт. Между тем Карл XII, принудив Августа II к капитуляции, в 1708 г. вторгся в пределы России. Этот поход кончился для шведов полной катастрофой, несмотря на переход на их сторону украинского гетмана И. С. Мазепы. В решительном сражении под Полтавой 27 июня 1709 г. русские войска под командованием Петра одержали блестящую победу. Шведская армия была частично уничтожена, частично сдалась в лен. Сам Карл XII бежал в Турцию. После победы под Полтавой русские войска добились крупных успехов и в Прибалтике, заняв в ходе кампании 1710 г. Выборг, Кексгольм, Ригу и Ревель.

До окончания войны, однако, было еще очень далеко. В 1710 г. против России выступила Турция. Двинувшаяся в 1711 г. в поход против нового врага русская армия под командованием Петра попала в окружение. Тем не менее с турками удалось заключить мир. Весьма невыгодный для России (по условиям договора Азов пришлось вернуть Османской империи), он все же развязал Петру руки для продолжения борьбы со шведами.

Вскоре русские войска заняли Финляндию, принадлежавшую тогда Швеции, а молодой Балтийский флот одержал победы в сражениях при Гангуте (1714) и Гренгаме (1720). Швеция не могла больше сопротивляться, и в 1721 г. в г. Ништадте был подписан мирный договор, согласно условиям которого к России отходили исконно принадлежавшие ей земли Ингрии и Карелии, а также часть Финляндии с Выборгом, Эстляндия и Лифляндия (Эстония и Северо-Восточная Латвия с Ригой).

Россия вышла, наконец, на просторы Балтики. В связи с успешным окончанием войны Петр принял императорский титул. Московская Русь стала Российской империей.