Pietarin joukot miehittivät vuonna 1710 koko Baltian, mutta Turkkia vastaan syttynyt sota hidasti venäläisjoukkojen etenemistä pohjoisessa. Vuonna 1713 Pietarin laivasto pääsi etenemään Suomenlahdella ja miehitti Helsingin. Venäläiset kykenivät miesylivoimallaan etenemään ja suomalaisvastarinta murtui Napuen taistelun jälkeen vuonna 1714. Samana vuonna käydyssä Riilahden meritaistelussa Venäjän laivasto kukisti Ruotsin laivasto-osaston, minkä myötä Venäjällä oli tie myös Ahvenanmaalle ja Pohjanlahdelle, jolloin koko Suomi jäi Pietarin käsiin. Pietari yritti koota liittoumaa hyökätäkseen Ruotsiin, mutta Englanti ei suostunut tukemaan Pietarin aikeita. Ruotsi ja Venäjä aloittivat rauhanneuvottelut vuonna 1718, jossa Pietari vaati Baltiaa ja Karjalaa liitettäväksi omaan valtakuntaansa. Kaarle ei tähän suostunut. Rauhanneuvottelut keskeytyivät kun Kaarle XII menehtyi vuonna 1718. Vuonna 1721 solmitussa Uudenkaupungin rauhassa Ruotsin oli pakko taipua Pietarin vaatimuksiin, ja se joutui luovuttamaan Venäjälle sen sata vuotta sitten menettämät Inkerin ja Laatokan Karjalan. Uusina alueina Venäjä sai Liivinmaan, Viron ja Viipurin seudut. Merkittävintä Venäjälle oli se, että sillä oli jälleen pääsy Itämerelle. Suuren Pohjan sodan voittojen myötä Pietari otti itselleen keisarin arvonimen ja Moskovan Venäjästä tuli Venäjän keisarikunta. Venäjä kohosi Ruotsin tilalle Pohjolan merkittävimmäksi mahdiksi, mutta se ei ollut pelkästään eurooppalainen suurvalta, sillä sen alue ulottui Itämereltä Tyynellemerelle ja Jäämereltä Kaspianmerelle.