Mellom 1560 og 1660 skapte Sverige et Østersjøimperium sentrert rundt Finskebukta, bestående av provinsene Karelen, Ingermanland, Estland og Livland. Under tredveårskrigen skaffet Sverige seg besittelser i Tyskland, blant annet Vestpommern, Wismar og hertugdømmene Bremen og Verden. Samtidig erobret Sverige flere danske og norske provinser nord for Øresund, blant annet den gamle danske provinsen Skåne. Disse erobringene skyldtes i stor grad den svenske arméens gode trening. Den svenske hær var langt mer profesjonell enn del fleste kontinentale arméer, og kunne skyte betydelig bedre på grunn av sin våpentrening. Imidlertid klarte ikke Sverige å støtte og opprettholde hærens slagkraft når krigene ble langvarige, og omkostningene ved krigføringen ikke kunne belastes de okkuperte landene.

I 1617 hadde freden i Stolbova til Sveriges fordel hindret Russlands tilgang til Østersjøen, og i første halvdel av 1600-tallet førte den interne striden i Russland til at landet ikke var i posisjon til å utfordre Sverige for å vinne tilbake disse områdene. Senere i århundret ble Russland styrket, særlig under Peter den Store, som ønsket å vinne tilbake de tapte områdene og gjenetablere et russisk nærvær i Østersjøen. På slutten av 1690-talet klarte eventyreren Johann Patkul å få i stand en allianse mellom Russland, Danmark og Sachsen-Polen, og i år 1700 angrep de tre landene Sverige.

Bare besluttsomheten til kansleren, grev Arvid Horn, gjorde at Sverige kunne fortsette krigen helt til Karl endelig returnerte fra det Osmanske rike. Kongen kom til den svensk-kontrollerte byen Stralsund i november 1714. Sverige var da i krig med hele Nord-Europra, og Stralsund var dømt til å falle. Karl ble der til desember 1715, og flyktet bare få dager før Stralsund falt. På dette tidspunktet ble Karl av mange ansett som gal ettersom han ikke ville tenke på fred, og Sverige hadde, uten noe håp i sikte, allerede betalt en fryktelig pris for krigen. Alle Sveriges baltiske og tyske besittelser gikk tapt.

Mellom 1700 og 1707 ble to av Sveriges baltiske provinser, Estland og Ingermanland, erobret av Tsaren. Den tredje, Livland, ble lagt i ruiner. For å sikre sine besittelser grunnla Peter byen St. Petersbyrg i Ingermanland i 1703. Han begynte å bygge opp en marine og en moderne hær, basert hovedsakelig på infanteri trent i bruk av skytevåpen.

Men selv nå kunne Karl med et pennestrøk ha fått tilbake nesten alt han hadde tapt. I 1707 var Peter villig til å tilbakeleverer alt bortsett fra St. Petersburg og Neva-linjen. Igjen ønsket Karl imidlertid å risikere alt for å redde en større del av sine tidligere baltiske besittelser. Året etter invaderte han Russland, men møtte kraftig motstand fra General Mensjikov, og dro med hæren sin til Ukraina for vinteren. Imidlertid ble hans styrker svekket av det kalde klimaet og Peters bruk av «den brente jords taktikk». Da han fortsatte kampanjen våren 1709, hadde Karl mistet en tredjedel av hæren, og han led et knusende nederlag for Peter i «Slaget ved Poltava». Etter slaget måtte han flykte til det Osmanske rike, hvor han tilbrakte fem år i eksil, i Bender i det nåværende Moldova. Peters seier kom overraskende på de europeiske stormaktene, og på én dag hadde Russland etablert seg som en av dem.

Dette svenske nederlaget avsluttet ikke krigen, men det avgjorde den. Danmark og Sachsen gikk inn i krigen igjen, og August den Sterke gjenvant den polske tronen med hjelp av Boris Kurakin. Peter forsatte sin kampanje i Østersjøområdet, og bygde opp en mektig marine. I 1714 klarte Peters marine å erobre en del av den svenske marinen, da Russland første gang seiret i et sjøslag ved Hangöudd, og dette førte til at Finskebukta ble stengt for svenske fartøyer, og Finland forble okkupert av Russland gjennom resten av krigen.

Selv om Karl etter hjemkomsten i 1715 tok personlig kontroll over krigføringen, oppnådde han lite. Året etter angrep han Norge, og masjerte gjennom store deler av Østlandet før han besatte Christiana og beleiret Akershus Festning. Men den svenske hær måtte heve beleiringen og trekke seg tilbake, etter at Peter Wessel Tordenskjold ødela den svenske forsyningsflåten i Dynekilen (Slaget i Dynekilen). En ny, svensk invasjon i 1718 kom ikke lenger enn til Halden, hvor Fredriksten Festning ble beleiret. Her ble karl XII felt av et geværskudd om natten 11. desember 1718, mens han oppholdt seg i løpegraven foran festningen.

I mellom tiden hadde også Preussen og Hannover sluttet seg til koalisjonen mot Sverige, i håp om landevinninger ved fredsslutningen. Men samarbeidet ble svekket av rivalisering og av britisk intervensjon. Britene ville hindre et fullstendig svensk sammenbrudd, for å sikre maktbalansen i Nord-Europa.De siste krigshandlingene var en serie russiske og danske herjinger langs den svenske kysten, blant annet i Stockholms skjærgård. Sverige ble til slutt tvunget til forhandlingsbordet, hvor Storbritannia og Frankrike dikterte betingelsene. Ved fredsslutningen med Danmark som kom i stand ved Fredriksborg Slott i 1720, fikk Danmark beholde de gottorpske delene av Slesvig, som formelt ble annektert i 1721, og ellers ble alt som det hadde vært før krigen.

Den endelige avslutningen av «Den Store Nordiske Krig» var ved «freden i Nystad», i 1721. Sverige hadde mistet alle de oversjøiske besittelsene som landet hadde erobret på 1600-tallet, og var ikke lenger en europeisk stormakt. Russland vant Sveriges baltiske besittelser, og var fra da den sterkeste makten i Øst-Europa.