Поскольку дипломатические акции Петра не увенчались успехом, он хотел удостовериться в постоянстве своего единственного союзника. Он договорился о свидании с Августом, которого не видел два с половиной года – со времени их первой встречи в Раве, когда король-курфюрст впервые предложил ему начать войну со Швецией. Теперь Август нервничал. Хотя его армия не была разбита, он оказался свидетелем быстрого и безжалостного разгрома своих союзников юным шведским королем. Пришлось задуматься: то ли продолжать войну, то ли договориться со шведами.
В феврале 1701 года Петр встретился с курфюрстом в Биржах (ныне Биржай), в той части Ливонии, которую контролировали саксонские войска. За десять дней переговоров, перемежавшихся банкетами и празднествами, два монарха вновь подтвердили свой союз. Петр заверил Августа, что, невзирая на поражение под Нарвой, Россия намерена продолжать войну. Август, как единственный участник коалиции, чьи войска не были разбиты, навязал Петру жесткие условия. Петр согласился с тем, что при разделе захваченных территорий Ливония и Эстония отойдут к Польше и только Ингрия достанется России. Петр также обещал, что русская пехота численностью от 15 000 до 20 000 человек будет участвовать в военных действиях в Ливонии под саксонским командованием; Россия же полностью возьмет на себя содержание этого войска. Кроме того, царь согласился выплачивать Августу военную субсидию в размере 10 0000 рублей в год в течение трех лет. Это было тяжкое бремя, и, чтобы добыть деньги, пришлось основательно поприжать купцов и монастыри. Но в борьбе против Швеции Петру был необходим хотя бы один союзник.
В ходе переговоров государи порой позволяли себе развлечься. Однажды они устроили между собой состязание в пушечной стрельбе по мишени в открытом поле. К досаде Петра, Август, не имевший опыта в артиллерийском деле, поразил мишень дважды, тогда как Петр не попал ни разу. На следующий день был устроен банкет, который затянулся за полночь. Поутру, когда Август крепко спал, Петр один пошел к мессе. Заметив его интерес к католическому богослужению, поляки стали намекать ему на возможность унии православной и католической церквей. Но Петр отвечал им: «Господь дал царям власть над народами; но над совестию людей властен один Христос, и соединение церквей может совершиться только с Божьей воли».
Победа под Нарвой опьянила Карла, и первое время, как и опасался Петр, он намеревался закрепить ее, вторгнувшись в Россию. Кое-кто из его советников утверждал, что он может без труда захватить Кремль, низложить Петра, посадить на царство Софью и подписать новый мирный договор, по которому шведской балтийской империи отойдут новые территории. Карл загорелся этой идеей. Магнус Стенбок несколько недель спустя после баталии писал: «Король ни о чем больше не думает, как только о войне; он уж больше не слушает чужих советов; он принимает такой вид, как будто сам Господь внушает ему, что он должен делать. Граф Пипер (первый министр короля) очень тем обеспокоен, поскольку важнейшие вопросы решаются безо всякой подготовки и вообще дела идут так, что я не рискну доверить это бумаге». А в декабре гвардейский офицер Карл Магнус Поссе писал домой в Швецию: «Несмотря на холод и голод, король еще не хочет отпустить нас на зимние квартиры. Думаю, что если у него останется только 800 человек, то он с ними вторгнется в Россию, не заботясь, чем будут солдаты питаться. Если кого-нибудь из наших убивают, его это нисколько не трогает».
Но как ни мечтал Карл вторгнуться в глубь России, в тот момент это было неосуществимо. Победоносная в бою шведская армия вскоре столкнулась с врагом более опасным, чем неприятельские солдаты, – голодом и болезнями. Ливония была опустошена русскими солдатами, которые истребили все съестные припасы. До весны нельзя было ожидать поступления провианта из Швеции, и скоро шведские кавалерийские кони начали обгладывать кору с деревьев. Ослабленные голодом полки Карла стали таять от лихорадки и дизентерии («кровавого поноса»), распространившихся в лагере: умерло 400 человек из Вестманландского полка и 270 из Далекарлийского. К весне под ружьем оставалось менее половины солдат. С неохотой Карл покорился необходимости и отправил войска на зимние квартиры. Сам король занял старинный замок неподалеку от Дерпта. Там он пробыл пять месяцев, занимая себя любительскими спектаклями, маскарадами, ужинами и нешуточными снежными баталиями. Магнус Стенбок организовал оркестр и услаждал слух короля музыкой собственного сочинения.