Северную войну начал в чине генерал-майора артиллерии. Когда под Нарвой в плен попал командующий петровской артиллерией генерал-фельдцейхмейстер грузинский царевич Александр Арчилович Имеретинский (умер в плену), его должность стал исполнять Брюс. Ему и пришлось восстанавливать после «первой Нарвы» полевую артиллерию русской армии. На его плечи легла организация производства артиллерийских снарядов и обучение личного состава артиллерии.
Генерал-майор Я.В. Брюс командовал артиллерией при осаде Нотебурга. Во время «второй Нарвы» начальствовал над осадными батареями (66 пушек крупных калибров и 34 тяжелые мортиры). Тогда их огнем были сильно разрушены бастионы «Глория», «Гонор» и «Виктория», что заметно облегчило штурм крепости.
Сложность организации бомбардировки Нарвской крепости состояла не в том, чтобы «выпалить» с известной меткостью многие тысячи ядер и бомб, а в том, чтобы своевременно доставить эти десятки тысяч пудов металла и пороха в осадный лагерь. За что царь Петр I сердечно благодарил шотландца.
Продолжая свои военные реформы, Петр I в 1704 году преобразовал Пушкарский приказ в Артиллерийский с одновременной реорганизацией его функций. Потомок королей Шотландии возглавил его на долгие годы. Брюс лично разработал немало документов. Участвовал он и в разработке петровского Воинского устава 1716 года.
Петр I мог быть доволен боевой выучкой армейской артиллерии. За блистательную победу при Калише Яков Вилимович удостоился золотой медали, «осыпанной» бриллиантами, с портретом государя. За победу при Лесной – золотой медали с надписью: «Достойному достойное».
Потом была Полтава и неудачный Прутский поход 1711 года. На берегах Прута Брюс приказал своим офицерам вести огонь из орудий только с началом ближнего боя, когда толпы янычарской пехоты приблизятся к лагерной черте. В том же году в шведском плену умер Александр Имеретинский. По получении такого известия царь Петр I высочайшим указом назначил Я.В. Брюса генерал-фельдцейхмейстером.
В 1712 году шотландец воевал в Померании, после чего окончательно переехал из Москвы в Санкт-Петербург. Здесь он продолжил занятия артиллерийской наукой, собирая огромную библиотеку, которую подарит Российской академии наук. В свое 40-летие был назначен за заслуги членом Правительствующего сената. В 1717 году назначается президентом сразу двух коллегий – Берг-коллегии и Мануфактур-коллегии. Участвовал в переговорах о мире на Аландских островах.
С воцарением Екатерины I Якову Вилимовичу Брюсу места в новом «строе государственного управления» не нашлось, поскольку в окружение временщика А.Д. Меншикова он не входил. Указом государыни граф был отправлен в почетную отставку с поста генерал-фельдцейхмейстера… с присвоением генерал-фельдмаршальского чина, что стало признанием его больших личных заслуг перед русской армией и русским Отечеством в ходе Северной войны.
Через несколько дней Я.В. Брюс покинул столицу, чтобы никогда больше в нее не возвращаться. Поселился в своем имении Глинки Богородского уезда, в 42 верстах от Москвы. Там он в 1735 году ушел из жизни. До последних дней занимался науками, в том числе «астрономическими исчислениями».
Петровский соратник Яков Брюс в «Военной энциклопедии» издателя И.Д. Сытина характеризуется тепло и кратко, по своим заслугам перед Россией: «Граф Брюс принадлежит к замечательным деятелям не только России, но и Европы. Астроном и математик, ботаник и минералог, артиллерист и инженер, Брюс бесспорно был просвещеннейшим из сподвижников Петра».
Долгоруков Василий Владимирович
Кровавый усмиритель Булавинского восстания на Дону оказался в 1711 году одним из немногих начальствующих лиц, награжденных за неудачный Прутский поход. У царя Петра I к этому вельможе с древней княжеской фамилией было особое, доверительное отношение. Потому он и пожаловал ему после серьезного военного поражения орден Святого апостола Андрея Первозванного.
В.В. Долгоруков
Во время этого похода, ставшего частью войны с Оттоманской Портой, на Военном совете князь В.В. Долгоруков решительно высказался за прорыв к российским границам. Положение же виделось критическим: русская армия оказалась в кольце окружения на берегах Прута, лишенная провианта и хорошей питьевой воды. Князь вместе с генерал-фельдмаршалом Б.П. Шереметевым настаивал на «смертном, но честном бое».
Когда же армия перед походом собиралась воедино, начальствовал походным маршем гвардейских полков к местечку Полонному. Это давало ему право быть в царском окружении и в войне, так неожиданно закончившейся, ходить в военачальниках.