Около шести утра русские войска уже стояли в две линии. Стояли плотно, между батальонами были промежутки не более десяти шагов, и туда уже выкатывали пушки. Реяли на ветру знамёна и штандарты.

Русская линия была около двух – двух с половиной километров, шведская же – едва полтора километра; да и батальоны стояли с разрывами в пятьдесят-сто шагов.

Армии стали медленно сближаться. Били барабанщики, взрёвывали трубы.

Шведы сначала были встречены артиллерийским огнём, потом – ружейным, а потом и вовсе сошлись в рукопашной.

В девять утра бой уже кипел вовсю. Под натиском шведов стал прогибаться, а потом и медленно отходить левый фланг русской пехоты – там стояли Казанский, Псковский, Московский, Бутырский и Новгородский полки. В строе русской пехоты образовался опасный разрыв.

Царь, наблюдавший за боем, заметил грозящую опасность, взял второй батальон Новгородского полка, стоявший во второй линии, и бросился в бой, увлекая за собой солдат.

Пётр был высок ростом и хорошо виден отовсюду. Как могли остаться в стороне офицеры, приближенные ко двору? Выхватив шпаги, они бросились за государем. Шведы были отброшены, царя деликатно оттеснили в сторону. Не царское это дело – самому непосредственно участвовать в битве, на то есть армия.

На правом фланге русских войск располагалась гвардия, полки испытанные. Они стали быстро теснить шведов. Те не выдержали напора, дрогнули и стали отступать, а потом и вовсе обратились в беспорядочное бегство. Фланги русских войск сомкнулись вокруг центра шведских войск, началась бойня.

Было одиннадцать часов утра, солнце уже близилось к зениту.

Карл, внимательно наблюдавший за боем в подзорную трубу, постоянно получал сообщения от посыльных о ходе боя. Он осознал, что победа ускользает у него из рук, что поражение его близко. Бросив сражающуюся армию, он под охраной драгун покинул лагерь и проскакал мимо редутов.

К тому времени четвёртый и третий редуты, выбив оттуда шведов, снова заняли русские. Заметив кинувшегося в бегство шведского короля, из этих редутов его обстреляли. Его охрана понесла тяжёлые потери, но в бой ввязываться не стала.

Отряд Карла добрался до обоза в Пушкарёве – там было семь тысяч кавалерии. К ним присоединились два полка, ранее осаждавшие Полтаву, и вечером остатки шведской армии направились на юг, к переправе через Днепр.

Пётр решил добить уходящий отряд и захватить Карла. В погоню были отряжены десять драгунских полков.

Беглецов настигли и блокировали у Перевалочной. После короткого боя в плен сдались 15 тысяч воинов, в том числе генералы Левенгаупт, Крейц и Крузе, 11 подполковников, 23 майора и 12 575 солдат. Но Карл с Мазепой, сопровождаемые небольшой охраной, сумели сбежать. Они добрались до территории Османской империи, города Бендер, где и были приняты с почётом.

Пётр же выстроил армию и обратился к воинам с поздравлениями. Потом солдаты, разойдясь, стали подбирать своих раненых, собирать трофеи. На поле боя были найдены девять убитых шведских генералов, подобраны 137 знамён и штандартов.

Человек по натуре горячий, Пётр приказал тут же раскинуть шатёр и учинить празднество для генералов и офицеров. Солдатам налили по чарке водки.