Царь, получив известия о намерениях Карла и марше Левенгаупта, созвал совет. Согласно его решению главные силы русской армии во главе с Шереметевым должны были идти на Украину, «сопровождая» Карла, а корволант (летучий отряд) из И,5 тыс. человек с Петром во главе - направиться навстречу Левенгаупту. Последний вел войско из 16 тыс. солдат и обоз с провиантом и фуражом. 28 сентября утром Петр настиг его у деревни Лесной. Появление корволанта было для шведов полной неожиданностью - кругом тянулись густые леса, труднопроходимые болота. Сражение длилось несколько часов. Солдаты с обеих сторон так устали, что повалились на землю (шведы - у своего обоза, русские - на боевой позиции) и «довольное время отдыхали» на расстоянии половины пушечного выстрела друг от друга. Потом битва возобновилась. Появление русской кавалерии Боура решило дело в пользу нападавших. Шведы потерпели полное поражение, только ночь и вьюга спасли остатки их войска, бежавшие в темноте. Левенгаупт оставил на поле сражения 8 тыс. убитых, почти всю артиллерию и весь обоз, так необходимый изголодавшейся армии Карла. Король узнал о полном разгроме одного из лучших своих генералов 1 октября, а 12 октября тот привел к нему 6,7 тыс. голодных и оборванных солдат - все, что осталось от 16-тысячного войска.
Известие о блестящем успехе русских произвело впечатление и в России и за рубежом. Петр мог быть довольным - одержана победа, причем меньшим числом солдат, над закаленным войском шведов; главная армия Карла оказалась теперь отрезанной от тыловых баз снабжения, в стратегическом окружении.
Вскоре после Лесной, в октябре, шведы потерпели еще одно поражение: 13-тысячный корпус Любекера подошел к Петербургу со стороны Финляндии. Адмирал Апраксин с гарнизоном разгромил шведов, потерявших до трети своего личного состава, 6 тыс. лошадей.
Находясь в Смоленске, где его встретили пальбой из пушек и ружей, в ореоле успеха и славы, Петр испытал сильное потрясение - ему сообщили об измене украинского гетмана Мазепы. 20 лет правил он на Украине, пользуясь полным доверием царя. На доносы его политических противников, завистников, обиженных им людей в Москве внимания не обращали. Гетман же, еще с 1680-х годов мечтавший оторвать Украину от России и вернуть ее под власть Речи Посполитой, увидел в Карле XII и его марионетке Лещинском тех, кто поможет ему осуществить его давний замысел. Первому он обещал зимние квартиры, продовольствие и фураж для армии, второму - Левобережную Украину. В 1707 г. он заключил с ними договор на этих условиях, держал его в тайне, лавировал, хитрил. Однако измена обнаружилась. Петр принял срочные меры. В Батурин, ставку гетмана, переметнувшегося к шведам, поспешил Меншиков с войском, с другой стороны туда же двигался Мазепа со шведскими полками. Поспешность вполне объяснима: в гетманской столице хранились огромные запасы продовольствия, пороха, припасов для артиллерии. Меншиков опередил врага, и из Батурина вывезли все, что можно, остальное предали огню, крепость разрушили.
Для Мазепы это был тяжелый удар, но не единственный и не главный. За ним последовали другие. Началось с того, что за гетманом-изменником не пошли украинские казаки, в стан к Карлу он привел не большое казацкое войско, как обещал и на что надеялся король, а всего 2 - 3 тыс. человек. Да и те не знали его истинных целей, думая, что они пришли в армию Шереметева. Когда же все выяснилось, они тайно начали покидать шведский лагерь. Далее, на Украине, которая узнала из петровских указов, что Мазепа хочет вернуть мать-отчизну польским панам, началась народная война против мазепинцев и шведов.
6 ноября украинские представители избрали вместо низложенного Мазепы нового гетмана - Скоропадского. Украина отвернулась от бывшего гетмана, проклятого церковью и заочно казненного. Не желала она видеть на своей земле и его нового патрона - шведского короля.
В Европе после Лесной страх перед Швецией с ее неуравновешенным властителем сменился боязнью перед мощью крепнущей России во главе с энергичным, храбрым и мудрым, как теперь поняли, государем. Дело шло к возрождению Северного союза. Таково было влияние событий, происшедших при Лесной.
Карл XII продолжал колесить по Украине. Лютые морозы, голод среди солдат, отсутствие корма для лошадей, недостаток боеприпасов, враждебное отношение местного населения, отсутствие настоящих союзников - все это, как кошмар, преследовало короля и его армию, которая таяла на глазах. В Польше, на помощь которой он надеялся, с властью короля Лещинского мало кто считался: одна половина Речи Посполитой, как говорили поляки, его не признавала, другая - не подчинялась ему. Лишь на севере страны полки Лещинского и шведское войско Крассау контролировали небольшую часть земель; на остальной территории распоряжались армии коронного гетмана Сеиявского и литовского гетмана Огииского, громившие войска шведской марионетки; им помогали русские полки. Киев и Правобережная Украина охранялись армией М. М. Голицына.