Унизительное поражение под Нарвой укрепило уверенность Петра в необходимости скорейших перемен. Урок, вынесенный из заграничного путешествия и подтверждённый поражением под Нарвой, ясен: армия, хотя и большая, была недостаточно обучена и неадекватно снаряжена, чтобы на равных сражаться с лучшими европейскими армиями, в том числе и шведской. Тактика, сослужившая хорошую службу в «диком поле», против быстрых, но легко вооружённых конников, оружие, принёсшее — хотя и с трудом — победу над поляками и османами, показали полную несостоятельность в столкновении с мощью войск Карла XII.
Петру предстояло провести Россию через то, что Европа прошла в XVI–XVII веках и что некоторые историки, колеблясь, называют «военной революцией». Ключевыми элементами этой революции были:
1) развёртывание больших масс хорошо обученной и дисциплинированной пехоты, вооружённой современным огнестрельным оружием;
2) использование высокомобильной лёгкой кавалерии, способной при необходимости сражаться как пехота (драгуны);
3) увеличение количественной и качественной мощи артиллерии;
4) укрепление фортификаций, рассчитанное на их способность выдержать удары такой артиллерии.
Все эти нововведения привели к резкому вздорожанию войны, побудив все европейские страны изобретать более эффективные способы мобилизации человеческих и природных ресурсов, имеющихся в их распоряжении, с далеко идущими и долговременными последствиями для форм управления. В некоторых отношениях Россия при всей отсталости при проведении подобного процесса имела ощутимое преимущество по сравнению с противниками. Общество уже было построено для службы государству, привилегии, которыми пользовались социальные группы, были намного слабее, чем где-либо в Европе, и это облегчало задачу сбора налогов и набора на военную службу.
Военная революция в России началась ещё в XVII веке при Алексее Михайловиче, но при отсутствии единой концепции проведения не дала требуемого результата. Состоявшие на военной службе дворяне твёрдо придерживались «кавалерийского» стиля ведения войны, которому научились в степях, и во главе полков «нового строя» нужно было поставить иностранцев. Как заведено в традиционных войсках, осенью эти полки распускались, что позволяло государству экономить на их содержании, и собирались к следующей кампании, начинавшейся весной. Уже к 1680-м годам полки «нового строя» численно превосходили традиционные и после реформирования всей армейской структуры могли воспринять и современную стратегию, и современную технику.
Одна из главных проблем заключалась в том, что комплектование армии по-прежнему оставалось поддерживаемым государством частным предприятием. Даже солдаты для полков «нового строя» набирались, обмундировывались и снаряжались отдельными помещиками за счёт доходов от своих владений. В XV и XVI веках поместье давали за службу, и оно являлось условным владением, чем и отличалось от вотчинного владения, переходившего по наследству. Однако к концу XVII века различие почти полностью стёрлось: поместье стало наследственной собственностью, так что помещики уже не были материально заинтересованы в военной службе, хотя и считали её делом семейной чести.
Пётр решил, что бремя набора, обучения и снаряжения войск должно быть возложено непосредственно на государство, а это можно осуществить, восстановив прежний условный принцип землевладения, теоретически никем не отменённый. Цель царя заключалась в том, чтобы создать регулярную армию, которая не станет распускаться на зиму, а будет постоянно находиться в полной боевой готовности. В 1705 году Пётр I ввёл рекрутчину, систему, при которой новые войска набирались непосредственно из деревень, причём рекрутов назначал землевладелец, а в случае с «чёрными» крестьянами — собрание общины, сход. На сборный пункт будущих солдат направляли с минимумом запасов и одежды — об этом предстояло позаботиться государству. Расходы на рекрутов покрывались путём круговой поруки: если кто-то не являлся на службу или дезертировал, то деревня обеспечивала замену.
Хотя другие европейские страны в экстренных случаях уже использовали возможности массового набора, Россия стала первой державой, обратившейся к всеобщей воинской повинности как к постоянному методу создания вооружённых сил. С военной точки зрения у такого способа были большие преимущества — он дал Петру возможность одержать победу над Карлом XII в битве под Полтавой в 1709 году и успешно провести всю военную кампанию как на суше, так и на море, результатом которой стала капитуляция Швеции в 1721 году. Однако российскому обществу это принесло новые обязанности, связанные с укреплением системы государственной службы.