Конкретный план военных действий союзников разрабатывался с учетом союзнических договоров. Дания и Саксония первыми открывали военные действия, а Россия вступала в войну на территории Ингрии и Карелии только после подписания мира с Турцией.
На начало войны против шведской армии, которая насчитывала 36 тысяч хорошо обученных воинов, союзники могли выставить 105 тысяч. Правда, по качеству воины союзников значительно уступали шведам.
Военные действия начались в начале августа 1700 года, когда 7-тысячное саксонское войско Августа II вступило в Лифляндию, овладело городом Динамюнде и осадило Ригу. В это же время 16-тысячное войско датчан развернуло наступление в Голштинии.
Карл XII, 18-летний шведский король, первый ответный удар решил нанести по Дании. На стороне Швеции выступили морские державы Англия и Голландия. Они направили к Копенгагену объединенную эскадру. Шведские войска на суше быстро сломили сопротивление противника и двинулись к столице Дании. По требованию Карла XII Дания 7 (18) августа 1700 года подписала со Швецией мирный договор. Согласно договору, Дания отказывалась от союза с Россией, Саксонией и Польшей, признавала независимость Голштинии и обязалась уплатить Швеции военные издержки.
В России еще не знали о капитуляции Дании. Наконец 8 (19) августа Петр получил известие от Е. И. Украинцева о подписании перемирия с турками на 30 лет, и Петр 9 (20) августа объявляет войну Швеции. 35-тысячное войско из Москвы через Новгород Великий двинулось к Нарве, овладение которой считалось первоочередной задачей. 10 тысяч телег везли оружие, снаряды, продовольствие. В 20-х числах сентября русская армия подошла к Нарве. Началась осада города, которой руководил сам царь. Однако обстрел Нарвы не давал положительных результатов. Запасов пороха и снарядов хватило всего на две недели. Новых боеприпасов не подвозили из-за бездорожья. На предложение русских сдаться двухтысячный гарнизон Нарвы ответил отказом.
В то время, когда российские войска осаждали Нарву, шведы, победив Данию, двинулись в Лифляндию, где находилась саксонско-польская армия. Саксонский курфюрст и польский король Август II немедленно снял осаду Риги и поспешно направился в пределы Польши. Вследствие этого Карл решил не гнаться за польским королем, а нанести удар по русской армии, находящейся под Нарвой.
К началу Северной войны (1700–1721 гг.) в русской армии боеспособными, хорошо обученными являлись только Семеновский и Преображенский полки. Но они составляли лишь ничтожную часть из прибывшего осенью 1700 года под Нарву русского войска. Современник Петра I Иван Посошков о качестве русского войска писал: «Людей на службу нагонят множество, а естли посмотришь на них внимательным оком, то, ей, кроме зазору, ничего не узришь. У пехоты ружье было плохое, и владеть им не умели, только боронились ручным боем – копьями и бердышами, и то тупыми, и на боях меняли своих голов на неприятельскую голову по 3 и 4 и гораздо больше, а хорошо б то, чтоб свою голову, хотя головы на три менять. А естли на конницу посмотреть, то не то, что иностранным, но и самим нам на них смотреть зазорно: в начале у них клячи худыя, сабли тупыя, сами нужны и безодежны, и ружьем владеть никак неумелые. Истинно, государь, я видел, что иной дворянин и зарядить пищали не умеет, а не то, что ему стрелить по цели хорошенько. И такие, государь, многочисленные полки к чему применить?»
19 (30) ноября шведская армия (10–12 тысяч человек), по оценкам современников, лучшая на то время армия в Европе, неожиданно напала на русские позиции. Отдельные части русской армии начали отступать. На сторону Карла XII стали переходить многие иностранные офицеры, командиры русских полков. В некоторых местах отступление перерастало в бегство. Единственный мост через реку Нарова не выдержал огромного количества скопившихся на нем солдат и рухнул. В частях началась паника. Стойко стояли только полки – Лефортовский, Семеновский и Преображенский. Но и они вынуждены были отступить.
Русская армия в этом сражении потерпела серьезное поражение. Армия потеряла до 6 тысяч человек убитыми и 145 орудий. Потери шведов составили 2 тысячи человек. 26 мая 1701 г. Стокгольм отмечал день «русского позора» – по шведской столице провели русских генералов и офицеров, плененных под Нарвой. Шведы по случаю виктории выбили медаль. На одной ее стороне изображен Петр на фоне пушек. Надпись гласит: