В начале 1709 года наличные силы Карла сократились почти до двадцати тысяч человек. Не смея еще напасть, русские окружали его кольцом, с каждым днем суживавшимся, захватывая выдвинутые вперед посты, прерывая коммуникационную линию. Чтобы получить некоторую свободу, шведский король принужден был выступить в поход в январе месяце. Он бесполезно потерял тысячу человек и сорок восемь офицеров при взятии Веспжика, небольшой крепостцы (6 января). В это время Мазепа уже считал дело проигранным. Он пытался еще раз переменить фронт, предлагая Петру выдать Карла за возвращение ему прежней должности. Торг был заключен. К несчастью, в руки царя попалось письмо, посланное одновременно старым изменником Лещинскому. Петр отказался от своего решения: положительно нельзя было доверять такому вероломному человеку. В марте месяце приближение шведов, подходивших к Полтаве, заставило запорожских казаков к ним присоединиться. Но это было лишь частное восстание против военных экзекуций, беспощадно чинимых Меншиковым, и манифестация против чужеземцев-еретиков, «отрицающих догматы истинной веры и плюющих на образ Богоматери». Петр быстро справился с бунтом. Взятие Полтавы оставалось последней надеждой Карла. Необходимо было завладеть ей, иначе грозила голодная смерть.
Город был плохо укреплен: но армия, осадившая его, уже Не та, что сражалась под стенами Нарвы. Она слишком избаловалась долговременным пребыванием на вольных хлебах в Саксонии и Польше, чтобы переносить испытания этого ужасного похода, полного лишений.
Еще до наступления решительной битвы она, подобно русской армии под Нарвой, была побеждена деморализацией. Даже в главном штабе и среди приближенных Карла исчезла вера в его гений и его звезду. Его лучшие генералы - Реншельд, Гилленкрок, канцлер Пипер, - сам Мазепа высказывались против продолжения осады, грозившей затянуться. Карл упорствовал: «Пошли мне Господь своего ангела, чтобы уговорить последовать вашему совету, и то бы я его не послушал».
Неискоренимое заблуждение - результат слишком легких первоначальных побед, - заставляло его оценивать слишком низко силы противника. Он не знал, не желал ничего знать о новой России - великане, вставшем наконец на ноги, выпрямившемся перед ним во весь свой рост благодаря усилиям Петра. Некоторые утверждают, что Мазепа поддерживал в Карле роковую решимость, надеясь приобрести в Полтаве личное достояние, второй Батурин.
Петр долго колебался с наступлением, все еще не доверяя себе, усердно стягивая силы, увеличивая свои шансы на победу. Даже со стороны его противников все тому содействовало: в конце июня у шведов истощились последние боевые снаряды, и они остались без артиллерии, почти без всяких огнестрельных припасов, принужденные в случае битвы драться холодным оружием. Накануне решительного сражения шведы оказались без вождя: во время рекогносцировки на берегах Ворсклы, разделяющей враждебные армии. Карл, по обыкновению смелый и без нужды собой рисковавший, был ранен пулей. «Только в ноги», - заявил он, улыбаясь, и продолжал осмотр местности. Но, вернувшись в лагерь, он лишился чувств, и немедленно, учитывая моральное воздействие' случая, Петр решил перейти через Ворсклу. Действительно, в шведском лагере разнесся слух, что, считая положение безнадежным, король добровольно искал смерти.