Одним из важнейших событий в войне против шведских захватчиков была Полтавская битва, которая навсегда положила конец шведской агрессии на русские земли. Первые сведения о намерении шведов идти на Полтаву поступили на Украину еще в январе 1709 года. Полтава была важным стратегическим пунктом, поскольку через нее пролегали пути, которые вели в глубь страны (в частности т. н. Муравский путь – главная коммуникация между центром Русского государства и Югом). Падение Полтавы отрицательно повлияло бы на весь ход военных действий, так обороне этой крепости русское командование придавало большое значение. В начале 1709 года Петр I послал в крепость три полка солдат во главе с полковником А. С. Келином, который был опытным в военном деле человеком. «Степаныч один стоит крепости», - заметил Петр I, назначая Келина на должность коменданта Полтавы. Келин начал готовить город к обороне. На помощь военному гарнизону были вооружены 2600 жителей города (которое имело тогда всего более 4 тыс. человек населения). Увеличились и запасы боевого снаряжения - пороха, ядер, свинца, серы, селитры, картечи, а также продовольствия. Со стороны Ворсклы Полтаву прикрывала почти непроходимая для войска широкая болотистая равнина. Сама крепость со всех сторон была окружена земляными валами с бойницами и дубовым частоколом. В крепости было 10 бастионов с 28 пушками разного калибра.
В конце апреля 1709 шведское войско подошло к Полтаве. Карл XII рассчитывал захватить ее без особого труда. Шведы несколько раз - с апреля до начала мая - пытались захватить город штурмом, но потерпели неудачу. Тогда они начали копать траншеи, пытаясь приблизиться к стенам, но и это им не помогло, потому гарнизон пристально следил за всеми действиями врага. Большую помощь оказывали русскому войску жители окрестностей, которые сообщали о действиях шведов. Благодаря этому защитники крепости вовремя принимали меры, чтобы помешать врагу вести осадные работы.
Во время боев связь между отдельными частями города и с окрестными населенными пунктами поддерживалась через многочисленные подземные ходы, большинство которых были построены еще в XVI-XVII веках для защиты от нападений татар.
В первых числах мая шведы начали осаду. 23 мая они сделали подкоп под стены города со стороны нынешнего парка Победы и заложили бочки с порохом, но защитники вовремя заметили это, вытащили бочки и прикатили их в Полтаву. Был вдребезги разбит также трехтысячный отряд врага, который пытался ворваться в Полтаву. Почти ежедневно вражеские войска, несмотря на большие потери, штурмовали крепость. Соотношение сил было очень неравным, укрепления крепости за время боев повреждены. В городе не хватало людей и боевого снаряжения.
Петр I, находившийся в то время в Воронеже, приказал А. Меншикову подойти с войсками в Полтаву, а при возможности помочь ей и людьми. В город поступило подкрепление: отряд в 900 человек во главе с бригадиром А. Головиным пробился в Полтаву, значительно увеличив силы ее гарнизона и запасы пороха. 27 мая в Полтаву прибыл со своим войском и Б. Шереметев. 1 июня отряд шведов с 3 тыс. человек бросил на город несколько бомб. Начался пожар. Часть гарнизона должна была оставить валы и бросилась его тушить. Этим воспользовались враги. Они вылезли на городские валы и поставили там свои флаги. Но тщетно шведы считали себя победителями. На помощь гарнизону пришло почти все население города, даже женщины и дети. Через некоторое время городские валы были очищены от врага. После этого боя шведы предложили полтавчанам сдаться, угрожая уничтожить весь город и население. Это была уже восьмое предложение. Келин от имени всех защитников Полтавы отверг ее и сразу же организовал наступление на шведов, выбив их из окопов до самой Ворсклы.
4 июня под Полтаву прибыл Петр І с войсками. Он послал защитникам города письма, которое было «немедленно в бомбу положено и в Полтаву брошено». Петр благодарил их за отвагу и стойкость и обещал вскоре освободить из осады. Прочитав это письмо у Спасской церкви, гарнизон и жители города дали клятву защищаться до последней капли крови.
После военного совета 16-17 июня в лагере возле села Крутого Берега - ныне окрестности Полтавы - Петр I начал подготовку к генеральному сражению. 21 июня шведы снова подкопались под стены, заложив бочки с порохом. Но защитники и в этот раз сделали удачный контрподкоп и вытащили бочки. Шведы этого не заметили и пошли на приступ. Начался ожесточенный бой, который длился целые сутки. На рассвете 22 июня штурм возобновился. Он длился два часа. Защитники города и на этот раз отбросили врага.
После битвы гарнизон и жители города собрались у Спасской церкви и все еще раз дали присягу не сдаваться шведам, а бороться до победного конца. Дорого заплатили шведы – первоклассная на то время европейская армия - за свои назойливые попытки захватить Полтаву. С 1 мая по 22 июня 1709 они потеряли под ее стенами 6176 чел.– больше, чем одну пятую армии. Защитники Полтавы за то же время потеряли убитыми 1186 солдат и местных жителей, а 1728 чел. были ранены. Шведы начали отводить от Полтавы свои основные силы. Возле крепости осталась только часть войска.
Генеральное сражение русских войск со шведами, вошедшее в историю как Полтавская битва состоялась в 5 км от города. Территория, на которой расположились войска Петра I, была ровной, правый фланг ее был открытым, а левый граничил с густым Якивчанским лесом. Тыл лагеря русской армии прикрывал обрывистый берег Ворсклы. С фронта эту равнину окаймлял Будищенский лес, а в северной части она заканчивалась пологим спуском к лесу. Шведы могли наступать только между Якивчанским и Будищенским лесами на северо-западной части поля боя. Готовясь к бою, русское командование хорошо укрепило свои позиции. Перед лагерем было построено шесть поперечных и четыре продольных земляных укрепления - редуты, которые разрезали строй наступающего шведского войска. Это были четырехугольные укрепления, расположенные друг от друга на расстоянии ружейного выстрела. Каждый редут был обнесен еще высоким земляным валом и окруженный рвом. В редутах располагались батальон пехоты и пушки. Накануне сражения русская армия насчитывала около 42 тыс. человек. Кроме того, ее усилили отряды украинских казацких полков - Миргородского, Полтавского, Киевского, Изюмского, Харьковского, Нежинского, подошедших к полю боя 26 июня. На них возлагалась задача отрезать противнику пути отступления на запад.
На рассвете 27 июня конные и пешие полки шведского войска (около 30 тыс. человек) начали наступление на русские редуты. Начало движения шведов было замечено Меншиковым. Русская конница немедленно выстроилась в боевой порядок, а артиллерия, розмещена в редутах и открыла огонь по врагу. Противники встретились перед линией редутов. Российские кавалеристы упорно боролись с врагом и несколько раз заставляли его отступать. Но шведскую конницу поддерживала пехота. Несмотря на эти трудности, русская кавалерия продолжала наносить шведам значительные потери. Меншиков отправил Петру I захваченные у врага первые трофеи-военные флаги. Однако действия русской конницы в этом бою должны были иметь только авангардный вспомогательный характер. Она должна была задержать шведов на некоторое время, расстроить их ряды и, главное, дать возможность основным российским силам подготовиться к генеральному сражению. Поэтому Петр I в пять часов приказал Меншикову отойти за линию редутов. Шведам удалось ценой больших потерь захватить два незаконченных (перпендикулярных) редута.
С уходом русской конницы шведы пробились на главное поле боя, их продвижению очень мешали два перпендикулярных редута, из которых русские вели огонь. Обстрел с небольшого расстояния по сомкнутым рядам наносил врагам огромные потери и заставил их правое крыло - трехтысячный отряд конницы и пехоты во главе с генералом Россом - повернуть направо и оторваться от главных сил. Остальные войск осталась на поле боя – на равнине, на правом фланге которой находился русский лагерь.
Дальнейшие события подтвердили правильность расчетов русского командования. Левое крыло шведов, оказавшегося в поле обстрела русской артиллерии, расположенной в лагере, вынуждено было отступить и расположиться в Будищанской лесу. Авангардный бой на этом закончился.
Пользуясь перерывом, Петр I расположил свои войска для второго решающего этапа битвы. В центре находился 42 батальона пехоты, на правом крыле - конница под командованием А. Г. Боура. Левый фланг заняли пять драгунских полков под командованием Меншикова.
Именно в это время, когда русские полки готовились к решающей битве, им объявили приказ Петра I (который пришел к нам в литературном оформлении позднего времени), где он писал: «Воины! Вот пришло время, которое решит судьбу отечества. Следовательно, не должны вы думать, что боретесь за Петра, а за государство, Петру врученное, за род свой, за отечество ».
Генеральный бой начался в девять часов утра. Первой вступила в бой русская артиллерия. Сомкнутыми рядами начали сближаться обе армии. На расстоянии 25 саженей россияне сделали первые ружейные залпы, нанесшие шведам очень большие потери. Русские полки мужественно встретили огонь врага. После этого началась ожесточенная рукопашная битва. Стремительным натиском на врага русские войска заставили его отступить. Вскоре отступление превратилось в беспорядочное бегство. Во время боя шведы потеряли более 9200 чел. убитыми, свыше 3000 чел. были захвачены в плен. Потери русской армии составили 1345 чел. убитыми, 3290 чел. были ранены.
Уцелевшие шведские части - около 16 тыс. чел .- начали отступать к Днепру. 30 июня возле села Переволочного их догнала и захватила в плен русская конница под командованием А. Меншикова и казацкие полки под командованием С. Палия. Таким образом, Полтавская битва закончилась полным разгромом шведской армии. Эта победа фактически определила конец Северной войны, хотя она еще продолжалась много лет. В то время, как на поле боя решалась судьба главных сил шведской армии, русское войско генерала Ренцеля, разгромив отряд шведского генерала Росса, успело энергичным ударом захватить шведский лагерь под Полтавой, в котором были добыты богатые трофеи. 28 июня состоялся торжественный вступление русских войск в Полтаву. У городских ворот русские полки, возглавляемые Петром I, встречали защитники города во главе с полковником А. С. Келина.
Полтавская битва, что, как подчеркивал В. Г. Белинский, была битвой за существование всего народа, за будущее всего государства, навсегда сохранилась в народной памяти. В 1787 году на поле Полтавской битвы под руководством известных русских полководцев А. В. Суворова и М. И. Кутузова были проведены маневры русских войск, которые повторяли Полтавскую битву. Героям битвы сооружен монумент Славы в центре города, памятник на месте отдыха Петра I после Полтавской битвы, памятник защитникам и коменданту города полковнику Келину. На месте Полтавской битвы в 1950 году создан музей.