Golizyn war aktiv am Großen Nordischen Krieg (1700–1721) beteiligt. 1700 kämpfte er um Narva, wo er verwundet wurde. Als Abteilungskommandeur des Semjonowskoje-Leibgarderegiments zeichnete er sich 1702 beim Sturm der Festung Nöteborg aus. Für diese militärische Leistung wurde er mit einer Goldmedaille und Dörfern belohnt sowie zum Oberst befördert. Er war an der Einnahme von Nyenschanz (1703), Narva (1704) und Mitau (1705) beteiligt. 1706 wurde Golizyn zum Generalmajor befördert. Für den glänzenden Sieg über eine schwedische Abteilung am beim Dorf Dobro in der Schlacht bei Moljatitschi wurde er von Peter I. mit dem Orden des Heiligen Andreas des Erstberufenen ausgezeichnet. Am hatte Golizyn entscheidenden Anteil an dem Sieg der Russen über die Armee von General Adam Ludwig Lewenhaupt in der Schlacht bei Lesnaja. Peter I., der Augenzeuge des Kampfes gewesen war, beförderte ihn zum Generalleutnant, schenkte ihm sein brillantenbesetztes Porträt und stellte ihm einen Wunsch frei. Golizyn bat den Zaren, dem Generalfeldmarschall Repnin zu vergeben, der nach der verlorenen Schlacht bei Golowtschin am in Ungnade gefallen war und zum Soldaten degradiert wurde. Dem wurde stattgegeben und Repnin rehabilitiert. Golizyn kommandierte die Garde in der Schlacht bei Poltawa und verfolgte mit Generalfeldmarschall Menschikow die fliehenden Schweden. 1710 kämpfte er bei der Belagerung von Wyborg, 1711 verteidigte er die Ukraine vor den Krimtataren und Saporoger Kosaken. Anschließend war er Teilnehmer der Kampagne am Pruth.