惨重的失败没使彼得灰心，他利用查理十二世进攻波兰的有利时机，以最大的努力重建军队。彼得从全国各地召集新兵，加紧训练。没有大炮，他命令每3个教堂交出一口铜钟来铸炮。一年之后，俄国建造出了300门大炮。1703年，俄军再次进攻瑞典在波罗的海沿岸的要塞，占领了尼恩尚茨·纳尔瓦。然后在涅瓦河口附近的科特林岛上修建要塞卡朗施塔特，在叶尼萨利岛上建立彼得——保罗要塞。彼得——保罗要塞地处大涅瓦河、小涅瓦河的交汇点，控制着通向波罗的海的水路。彼得看中这块地方，让它作为未来的首都，使它真正成为通向欧洲的商口。
1712年，在涅瓦河两岸的荒岛上，彼得建立了一座新城市，取名为彼得堡，首都莫斯科也迁到这里。1709年6月27日，俄国和瑞典的波尔塔瓦展开了规模空前的激战。彼得亲临前线指挥，他的帽子和马鞍都中了枪弹。最后，瑞典溃败，查理十二世逃到土耳奇。后来俄军又多次在波罗地海战胜瑞典。1721年，双方签订和约，俄国从瑞典手中抢得了芬兰湾、里加湾沿岸的土地，从而解决了北方出海口问题。1721年10月，俄国枢密院尊称彼得为“大帝”和“祖国之父”，俄国也正式改称“俄罗斯帝国。”
彼得大帝两次围攻纳尔瓦。1700年秋天，细雨绵绵不绝。俄国通往瑞典的大道上，一支军队正踩着泥泞的道路艰难地向前行进。队伍浩浩荡荡，还有1万多辆装满炮弹、粮食的马车，前后有数俄里长。这是俄国沙皇彼得一世率军准备大肆进攻瑞典，夺取出海口。部队从莫斯科出发，一路行军两个月，初冬的时候才到达瑞典在波罗地海沿岸的一个重要城堡纳尔瓦。彼得等队伍集结完毕，马上下令围攻。一连猛攻了两个星期，瑞典军队奋力反抗，纳尔瓦城堡又十分坚固，俄军的炮弹都快用光了，纳尔瓦依然还在瑞典人手里。
这时，瑞典18岁的国王查理十二世亲自率领1万多名瑞典军人，首先击败俄国的盟友波兰和丹麦，然后又以闪电般的速度来到纳尔瓦，支援被围的瑞典军队。初冬的北欧已经非常寒冷了。天空阴暗低沉，飘着雪花。俄军在纳尔瓦激战了将近一个月，已经十分疲惫，后边的粮食又不能及时供应，俄军忍着饥饿伏在战壕里，怨天怨地。瑞典军队在凌晨时分突然发动了攻击，前锋已悄悄摸到了俄军的阵地上。俄军马上乱作一团，有的漫无目的地射击。有的看苗头不对，开始逃跑。一个俄国军官忙乱中带领部队渡过涅瓦河，瑞典军队的炮弹正在他们中间爆炸，俄军人仰马翻，无数人掉进冰凉刺骨的河水，再也爬不起来了。
这一仗下来，俄军几乎全军覆没，死伤1万多人，大炮和各种武器全被瑞典人缴获，军官大都死在了战场上，彼得一世侥幸逃脱。当瑞典人庆祝自己的胜利时，彼得正在自己的皇宫里考虑如何重建俄国军队，报仇雪耻。他首先在国内进行了大量改革，加强了中央政府对地方的控制权。为了向国外购买武器装备，他把赋税提高了4倍，还增加了各种新的税收。对于老百姓来说，几乎什么东西都要缴税，就连妇女的洗衣盆，死人的棺材，房子的烟囱，人脸上的胡子，都要缴税，甚至连人的眼珠如果不是蓝色而是其他颜色，也要缴税。
他又下令，全国每25户农民出一名终身服役的士兵，很快重建了一支拥有20万人的陆军，提高部队的战斗力。他高薪聘请外籍军官到俄国服务，让他们严格训练俄军士兵。他命令每3座教堂交出一口大钟，短时间内就铸造了300门大炮，比在纳尔瓦损失的大炮多3倍。他命令每1万个农民要缴纳一艘战舰的钱，然后又下令征集全国的工匠加紧建造船只，迅速地造了40多艘大船和200多只小船，建立了俄国第一支海军舰队——波罗的海舰队。
过了一年，彼得率领实力雄厚的俄国军队向波罗的海进军。这一次，他们首先包围了纳尔瓦附近的尼恩尚茨堡。彼得得意地对部下说：“我要在这里办一桌炮火宴。”几十门大炮整整轰击了一天，终于将要塞炸开了3个缺口，步兵呐喊着蜂拥而进。瑞典军队抵挡不住，只好投降，俄军缴获了大批武器弹药。接着，彼得又率军占领了吉诺特要塞。纳尔瓦和尼恩尚茨堡要塞、吉诺特要塞的地理位置成品字形结构，可以互相保护，现在只剩下纳尔瓦城堡了。
彼得坐着军舰，命令士兵倒举瑞典国旗和军旗在纳尔瓦城堡前向瑞典军队示威。守城的瑞典将军戈恩看后不屑地说：“彼得是我手下败将，去年这个时候，要不是跑得快，早就是我的俘虏了。今天却在这里趾高气昂，真是好笑。”第二次纳尔瓦大战开始了。俄国军队首先还是用炮火轰击。100多门大炮，对准纳尔瓦城猛轰，炮声惊天动地。城里的瑞典军队也毫不示弱，用炮火还击，双方炮战整整持续了一天一夜，纳尔瓦的城防工事极为稳固，俄国人毫无办法，瑞典人也被俄军猛烈的炮火吓得心惊肉跳，戈恩感到俄军今非昔比，长期打下去，纳尔瓦终究要被攻破，他决定派人请瑞典国王支援。
瑞典信使刚出纳尔瓦，就被俄军抓等，带到彼得面前。彼得读完戈恩给瑞典国王的信，又有了新的计划，为什么不将计就计攻破纳尔瓦呢？他立刻召集将军们开会，把自己的计划告诉了他们。几名将军一听完，立即大笑，齐声称赞：“陛下真是神智多谋！戈恩怎么也不会怀疑的，我们看着戈恩这个笨蛋怎么上当吧。”数天之后，一队瑞典军队向纳尔瓦开来，他们冲破俄军的包围，来到纳尔瓦城下，戈恩一见援军到来，大喜，马上命令士兵打开城门，接援军进城。城门打开了，瑞典援军一进城却对准自己人开火起来，原来这支瑞典援军是俄国人假扮的，这正是彼得的圈套，戈恩果然上当了。
城外的俄军一见自己军队攻进城内，也蜂拥而至。俄军没有忘记一年前自己的耻辱，个个奋勇无比，猛冲猛杀。戈恩见纳尔瓦已经快要失掉，只得下令投降。俄军大获全胜，凯旋而归。彼得夺取出海口，完成了打开“朝向欧洲窗户”的计划的第一步。