ピョートルはまた、スウェーデンに対しては北方戦争（1700年-1721年）において好敵手カール12世を相手に優勢に戦いを進め、ニスタット条約によってカレリアの大部分、エストニア、リヴォニア、イングリアなどバルト海沿岸の地を獲得し、北方の強国として本格的に海洋に乗り出した。ロシア・ツァーリ国は「ロシア帝国」に改称、ピョートル自身も「ロシア皇帝」を名乗り、バルト海に臨むイングリアのサンクトペテルブルクに新都を築いた。1722年にペテルブルク港に入港した外国船は早くもアルハンゲリスクを上回った。エストニアのタリン（レバル）やリヴォニア（現ラトビア）の港湾都市リガもロシア帝国領となった。ただし、先述のアゾフ要塞は、北方戦争最中の1711年にプルート川の戦いでオスマン軍に包囲され、解囲の交渉の際にオスマン側に返還した。ピョートルによってロシア艦隊初の基地が置かれたアゾフ海沿岸のタガンログもまた破壊され、放棄された（プルート条約）。