Нехватка припасов, тяжелые погодные условия и не прекращающиеся всю зиму 1708–1709 годов наскоки летучих отрядов Петра на шведских фуражиров сильно подорвали боеспособность армии Карла XII278. Из мемуаров и других источников известно, что шведы были вымотаны и страдали от голода и холода; их силы были на исходе. Многие солдаты не были дома с самого начала войны. Впрочем, военный потенциал шведской армии снизился не только из-за тягот, переживаемых людьми. У шведов было не так много лошадей и начали иссякать запасы пороха для пушек и мушкетов. Чтобы сберечь лошадей, Карл XII приказал заклепать и бросить часть пушек [Englund 2003: 49–50, 89 и далее]. У русской армии дела тоже шли не совсем гладко. Хотя им было проще восполнять свои потери, но русские войска тоже страдали от холода и нехватки людей и припасов. В мае Карл попытался захватить Полтаву, которую защищал русский гарнизон279. Русская армия в ожидании прибытия Петра заняла позиции на другом берегу реки Ворсклы. При рекогносцировке Карл был ранен в ногу мушкетной пулей. Ему не удалось быстро оправиться от этого ранения, и он был вынужден передать общее командование войсками фельдмаршалу К.-Г. Реншильду. В середине июня русская армия со второй попытки переправилась через Ворсклу. Петр разбил укрепленный лагерь на западном берегу, не встретив помех со стороны шведов, которые находились в некотором смятении из-за ранения своего короля и были заняты строительством собственных укреплений.
Русская армия сразу же занялась укреплением своего опорного пункта, окружив его рвом и живой изгородью из острых кольев, называемых «испанскими рогатками». По периметру лагерь Петра (ретраншемент) был защищен бруствером, на котором были установлены пушки. Перед лагерем было открытое поле с сухой песчаной почвой шириной около километра; с тыла позиции русских были защищены речным обрывом. Нападения шведов со стороны реки можно было не опасаться не только из-за крутизны западного берега, но и потому, что к югу от русского лагеря вплоть до самой Полтавы оба берега Ворсклы были заболочены и покрыты лесом, что создавало трудности для прохода армии. Новый шведский лагерь был расположен возле разрушенного села Павленки – к северо-западу от Полтавы и юго-западу от позиций русских. Между обоими лагерями было ровное поле клиновидной формы, окаймленное лесом и двумя ручьями с заболоченными берегами. Русские солдаты сделали в этому лесу завалы и засеки, чтобы помешать проходу сколь-нибудь крупных подразделений противника; на опушках были выставлены казачьи патрули, которые должны были предупредить Петра о приближении шведов. Кроме того, вдоль фронта был построен ряд редутов. Всего их было шесть, и каждый отстоял от другого на 150 метров. Эти редуты были обнесены высокими земляными валами и рогатками. Затем было решено построить еще один ряд редутов – перпендикулярный первому и обращенный в сторону шведского лагеря. Эти четыре новых редута дали бы русским возможность вести перекрестный огонь, что поставило бы перед шведами непростой выбор: штурмовать эти укрепления или, продолжая движение в сторону русского лагеря, быть обстреливаемыми с флангов и тыла. Такое устройство лагеря и редутов имело одну цель: противостоять самой эффективной тактике шведов – тактике «gå-på» – и защитить свою артиллерию, которая должна была встретить противника картечью; очевидно, что русское командование хорошо изучило шведскую тактику и подготовилось к генеральному сражению. Впрочем, к 28 июня было построено только два из четырех перпендикулярных (продольных) редутов.