Из-за грядущих холодов и опустошений, которые производились по приказу Петра на пути следования шведской армии, наступление на Москву стало невозможным. Карл решил зимовать на Украине, где к нему присоединились казаки, восставшие против царя.

28 июня состоялось столь желанное для Карла XII решительное сражение у города Полтавы. К этому моменту он уже растерял все свои преимущества — битва стала решающей, и в ней король потерпел сокрушительное поражение. Ему удалось бежать в Османскую империю, а остатки армии сдались в плен.

После этого Петр I лишь однажды оказался в опасной ситуации: во время неудачного похода против Османской империи он вместе с войском был окружен турками на реке Прут. Ему удалось, однако, купить мир уступкой захваченного 20 лет назад Азова.

Карл XII был застрелен в 1718 году при осаде норвежской крепости Фредриксхальд, причем неизвестно, была ли это вражеская пуля, или его убил кто-то из уставших от войны шведских солдат.

Великая Северная война закончилась только в 1721 году. Швеция, которая благодаря усилиям Густава II Адольфа снискала во время Тридцатилетней войны значительный авторитет, выбыла из числа великих держав. Отныне на Балтике главенствовала Россия.

При поддержке Петра Фридрих-Август вновь взошел на польский трон. Прибалтийские области, которые он хотел захватить, отошли к России. Дания должна была удовлетвориться возвращением провинции Тронхейм, тогда как интересовавшие ее шведские области в Германии по большей части отошли к Англии (собственно, к Ганноверу, курфюрст которого был английским королем) и королевству Пруссия.