Победа Петра под Полтавой привела к принципиальному перелому в течении Северной войны. После восстановления тройственного союза России, Саксонии-Польши и Дании царь Петр отдал своим войскам приказ положить конец шведскому господству на Балтике. Так, уже в 1710 г. удалось подписать договоры о капитуляции с Ригой, Ливонским орденом, Перцовом, Ревелем и Эстляндским орденом. В договорах о подчинении Лифляндии и Эстляндии царь Петр подтвердил все существовавшие до тех пор привилегии и свободы немецких прибалтийских городов и орденов. Что касается польской Курляндии, то русский монарх хотел усилить свое влияние на немецкое герцогство путем брака одной из своих племянниц. Курляндский брачный план при этом был лишь одним из нескольких проектов династической матримониальной политики русского правителя, которую он вел с 1710 г. 31 октября 1710 г. в Санкт-Петербурге состоялась свадьба герцога Фридриха Вильгельма Курляндского и принцессы Анны Ивановны, дочери Ивана V, впоследствии императрицы Анны. Через год после этого, 14 (25 по н. с.) октября 1711 г., в Торгау был заключен брак наследника престола Алексея с принцессой Шарлоттой Христиной Софией Брауншвейг-Вольфенбюттельской.
За великой победой Петра под Полтавой и его последующими завоеваниями на Балтике с подачи Крымского хана, Карла XII и Мазепы с подозрением следили при дворе султана. 10 (21 по н. с.) ноября 1710 г. русский монарх получил донесение о том, что Турция объявила войну России. Таким образом, создалась новая, опасная для Петра ситуация, которая могла полностью поставить под вопрос успех, достигнутый в Полтаве, так как в этот момент нельзя было ждать никакой помощи от союзников России. Но не только дурное настроение сопровождало царя Петра и его генералов на тяжелом пути к Пруту, на который они вступили против своей воли и на котором их ждало столкновение с великим везирем. Одновременно с этим у русского царя возобновились болезни, больше всего терзавшие его. О расположении духа царя свидетельствует то, что в день его отъезда на фронт было объявлено, что спутницу его жизни Екатерину, впоследствии императрицу Екатерину I, с которой он жил с 1703 г. и от которой уже имел двух дочерей, следует впредь считать законной супругой, хотя официальное заключение брака состоялось только в феврале 1712 г. Поэтому не было случайностью то, что Екатерина сопровождала царя и в этом походе, от которого, вероятно, зависела судьба монарха.
9 (20 по н. с.) июля 1711 г. у урочища Новые Станилешти на Пруте, которое турки называли Хуши, растянувшиеся на многие километры русские соединения сделали остановку и в ночные часы были окружены превосходящими силами турок. Армия Петра насчитывала 38 000 человек, у турок было 120 000 солдат. Положение осажденных казалось безнадежным, царь был близок к отчаянию. Единственным выходом была капитуляция, на которую согласился великий везирь. 12 (23 по н. с.) июля 1711 г. был заключен мирный договор. Исход турецкого похода 1711 г., «Прутское чудо», в высшей степени удивлял уже современников. Условия, продиктованные Петру Портой, были крайне мягкими и неожиданно выгодными для России. Правда, пришлось уступить султану Азов и русский азовский флот, а Петр I обязался оставить Польшу и позволить Карлу XII вернуться в Швецию. Однако в остальном царь сохранил свое прежнее положение властелина мощной империи, включая новые завоевания на Балтике.
Еще до того, как 13 (24 по н. с.) июня 1713 г. в Адрианополе был подписан мирный договор, царские войска продвинулись еще дальше на побережье Балтийского залива. Перенос главного театра военных действий на Балтийское море вызвал растущую европеизацию конфликта, который теперь серьезно затрагивал и несколько до той поры нейтральных государств. На шведские прибалтийские районы не в последнюю очередь претендовала Пруссия, которой Петр обещал Переднюю Померанию до реки Пене, в то время как король Фридрих I заверил царя в том, что поддержит русские притязания на шведские прибалтийские провинции: Ингерманландию, Эстляндию и Карелию, и обеспечит пропуск царских войск через бранденбургскую территорию. В соответствии с этим уже летом 1711 г. русские и саксонские соединения продвинулись через Бранденбург в Померанию.
Таким образом, русские войска впервые ступили на землю Германской империи. Весьма успешными оказались военные действия царских войск, развернутые ими с территории Северной Германии. В мае 1713 г. был занят Гельсинфорс, в августе — Або. В октябре того же года последовали победа при Таммерфорсе, 26–27 июля (6–7 августа по н. с.) 1714 г. — победа Петра на море у Гангута и захват стратегически важных Аландских островов. В сентябре 1714 г. русские отряды впервые высадились на материковой территории Швеции. Наконец, Петр достиг большого успеха, когда ему удалось 17 (28 по н. с.) октября 1715 г. в Грайфсвальде заключить союзнический договор с английским королем Георгом I, действовавшим в качестве курфюрста Ганноверского.
Карл XII, в ноябре 1714 г. вернувшийся в свою страну из турецкого изгнания, ничего не мог изменить в этой неблагоприятной для Швеции ситуации. Более того, войска Петра при участии прусских соединений в конце года вынудили шведов оставить Штральзунд. В апреле 1715 г. Карлу XII пришлось сдать и Висмар. 28 марта (8 апреля по н. с.) того же года состоялось бракосочетание герцога Карла Леопольда Мекленбургского и племянницы царя Екатерины Ивановны, дочери Ивана V и старшей сестры герцогини Анны Курляндской. По случаю этого события одновременно был заключен союзнический договор, в котором Мекленбург согласился на русское присутствие в Северной Германии.
Военные и дипломатические успехи царя в Северной Германии пробудили недоверие не только Англии, но и императора. Начавшаяся теперь острая дипломатическая борьба одновременно означала для Петра продление войны против Швеции на несколько лет. В это время произошло событие, которое должно было привести к новому повороту в политике Швеции: 30 ноября 1718 г. (по н. с.) при осаде норвежской крепости Фредерикстен короля Карла в траншее под бруствером настигла пуля, убившая его на месте. Со смертью Карла XII оказалось вне игры его непоколебимое желание не заключать такого мира с царем, который покупался бы ценой территориальных потерь. Теперь Петр I вступил в последний бой со шведским противником. Поскольку, однако, ни одна из сторон не выказывала готовности к решающей битве, то 11 (22 пон. с.) мая 1721 г. в Ништадте, маленьком финском городке недалеко от Або, начались мирные переговоры. 30 августа (10 сентября по н. с.) 1721 г. был подписан Ништадтский мир: Швеция уступала России Лифляндию, Эстляндию, Ингерманландию, части Карелии с Выборгом, островами Эзель и Даго, но получала назад Финляндию.
Ништадтский мир означал для Петра I величайший успех в его жизни. Огромные усилия царской империи привели к падению представляемого Швецией северо-европейского режима и сделали Россию ведущей державой на восточно-европейском пространстве. На совместном праздничном заседании сената и Священного синода, собравшемся 20 октября 1721 г. в Санкт-Петербурге, царя чествовали как «отца отечества, древнерусского императора Петра Великого».
После Ништадтского договора Петр старался укреплять господствующее положение в восточной и центрально-восточной Европе и интегрировать свое государство в систему европейских держав. Одновременно он активизировал ближневосточную политику, пытаясь в большей степени поставить на службу интересам России торговлю между Европой и Азией. Были учреждены постоянные дипломатические представительства русского государства в важнейших стопинах Европы и Азии. В балтийском регионе политика Петра (сверь была направлена на то, чтобы помешать восстановлению сил Дании, Швеции и Польши. Ему удалось получить от нового шведского короля Фридриха I (1720–1751) обещание поддерживать герцога Шлезвиг-Голштейнского в его стремлении получить обратно Шлезвиг от Дании. Петр доказал свой интерес и активность в шлезвигском вопросе обручением своей дочери Анны с герцогом Фридрихом Карлом Шлезвиг-Голштейн-Готторпским, состоявшимся 22 ноября (15 декабря по и. с.) 1724 г. Брачный контракт был заключен только 21 мая (1 июня по н. с.) 1725 г. За этой последней матримониальной комбинацией Петра I стояла надежда на превращение Киля в вольный порт для экспорта товаров из империи.