Вечером 26 июня вся шведская армия была выстроена к атаке и простояла на месте около 6 часов. В 2 часа ночи шведы, приняв боевой порядок и надеясь застать русских врасплох, двинулись вперед.
Автор биографии Карла XII Б. Григорьев писал:
«План сражения был прост: ночью, с сохранением глубокой тайны и мер предосторожности, быстро миновать систему петровских редутов, подойти с северо-запада и севера к позициям русских в основном лагере, к рассвету отрезать их от единственного моста, окружить и пустить в ход шведскую «молотильную» машину. В том случае, если противник не выйдет из своего лагеря в «чистое» поле, шведы собирались взять его измором. Марш который должны были совершить шведские пехотинцы, был не длиннее четырех километров.»
Формально командование армией Карл XII передал фельдмаршалу Реншильду. Пехотой командовал генерал Левенгаупт, генералы Спарре и Штакельберг, конницей – принц Вюртембергский. Самого Карла несли на носилках его драбанты.
Движение шведской армии было сразу же обнаружено казачьими разъездами – русские ждали шведов.
А. Меншиков направил свою конницу вперед, за редуты – в третьем часу ночи русская конница потеснила шведскую пехоту. Ее сменила шведская кавалерия – начался кавалерийский бой, продолжавшийся около двух часов. Шведам не удалось отбросить А. Меншикова, поддерживаемого огнем с редутов и конной артиллерией. Первое шведское знамя было взято каптернамусом Нижегородского драгунского полка А. Антоновым.
Артиллерия редутов и их оружейный огонь, упорство русской конницы вынудили шведов передвинуть войска к опушке Будищенского леса, чтобы обойти линию редутов с севера – они несли большие потери от «страшного огня орудий противника, беспрерывно обстреливавшего промежутки между редутами.» Шведская армия разделилась – Меншиков закрыл своими драгунами брешь между редутами и Будищенским лесом и ожесточенно рубился со шведами, взяв 14 шведских штандартов, а колонна Росса отошла к Яковецкому лесу, потеряв много людей. Реншильд направил ему на помощь кавалеристов Шлиппенбаха.
А. Меншиков доносил Петру:
«В войске его царского величества упадок весьма малый, а неприятельский многочисленен, и когда б не сикурсовала кавалерию неприятельскую их инфантерия, то вся неприятельская кавалерия была порублена, а отвесть кавалерию невозможно, что и дальнее расстояние фрунт от фрунта бывает только до сорока сажен, и ежели сказать направо кругом, то тем придасться дерзости неприятелю и неприятель может за хребтами следовать, а в одном случае и справиться будет невозможно.»
Полки шведской армии встали перед редутами, а группа Росса и Шлиппенбаха угрожала фланговым ударом. Петр передал А. Меншикову приказ с пятью кавалерийскими полками и пятью пехотными батальонами уничтожить шведов в Яковецком лесу, а генералу Боуру принять командование кавалерией и отойти на правый фланг главной армии. Петр приказывал Боуру «крепко смотреть, чтобы гора у него во фланге, а не позади была, дабы неприятель не мог нашу кавалерию под гору утеснить; также уступать велено до тех пор, пока неприятель с пехотою на оного будет наступать, а ежели в одной кавалерией, тогда биться.»
Во главе пяти конных полков и пяти батальонов пехоты А. Меншиков блестяще выполнил приказ, пройдя вдоль линии редутов с правого фланга на левый, и атаковал Росса и Шлиппенбаха, который был взят в плен. После ожесточенного рукопашного боя большая часть шведов была порублена, а остатки бросились к Полтаве, где с ними покончил гарнизон города-героя. Шведская армия в начале сражения потеряла 6 батальонов пехоты и 12 полков конницы. Меншиков вернулся к Петру.
В пятом часу утра шведы взяли два недостроенных редута, но дальше продвинуться не смогли – «с великим уроном отбиты».
Карл XII приказал своим войскам любой ценой пройти между редутами – к шести часам утра с большими потерями шведы прошли редуты, за медленно отходившей конницей Боура неосторожно придвинулись почти до полсотни шагов к главном русскому лагерю. По шведам мгновенно ударили 80 русских пушек – картечью, ядрами и гранатами – «и тако непритель увидел, что его ганьба за конницей не весьма ему прибыльна, и от оной пострадал.»
