Стратегические взгляды П. I далеко опережали его время. Концепции выигрыша войны одним генеральным сражением, которая господствовала среди военных теоретиков Запада, он противопоставил идею мобилизации всех средств ведения войны на суше и на море для обеспечения решающего превосходства над противником и гибкого их использования в зависимости от обстановки. В начале Северной войны П. I проводил принцип постепенного наращивания сил и воспитания навыков в боевых действиях против опытного врага методами «малой войны» (осада Нотебурга, Нарвы, Дерпта, частные боевые действия в Прибалтике, Польше, арьергардные бои 1707—08 и др.). П. I не обольщался победами и умел делать глубокие выводы из поражений (после первой неудачи под Азовом в 1695 он развернул строительство флота под Воронежем, после поражения под Нарвой в 1700 провёл коренную реорганизацию кавалерии и артиллерии и др.). Он тщательно готовил любое сражение после основательной разведки противника и рекогносцировки местности. В крупных сухопутных и морских сражениях (Полтава, Лесная, Гангут) П. I действовал решительно, стремясь к полному разгрому противника (см. также Военное искусство и Военно-морское искусство ). Требуя быстрого и неотступного выполнения своих приказов или решений военных советов, П. I в то же время предписывал генералам поступать «по своему рассуждению» и не держаться устава «яко слепой стены». Новым в тактике было массирование артиллерии в полевых сражениях и при осаде крепостей, усиление флангов боевого порядка гренадерами (Лесная, 1708), устройство полевых редутов (Полтава, 1709), сабельные удары конницы и штыковая атака пехоты. Заботясь о моральном духе войск, П. I награждал отличившихся генералов учрежденным им в 1698 орденом Андрея Первозванного, солдат и офицеров — медалями и повышением в чинах (солдат также деньгами). В то же время П. I насаждал в армии суровую дисциплину с телесными наказаниями и смертной казнью за тяжкие воинские преступления.
Как дипломат П. I проявил глубокое понимание задач внешней политики России, умение пользоваться обстоятельствами и способность к компромиссам. Вся внешнеполитическая деятельность России находилась под его постоянным руководством. Он неоднократно лично вёл переговоры и заключал соглашения. В 90-х гг. 17 в., по словам Ф. Энгельса, «этот действительно великий человек... первый в полной мере оценил исключительно благоприятное для России положение в Европе» (Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 22, с. 20) в отношении начала борьбы со Швецией. Перед Полтавским сражением 1709 активными дипломатическими акциями П. I удалось предотвратить вступление в войну на стороне Швеции,Турции и Крымского ханства, а позже возобновить распавшийся в 1706 Северный союз, присоединив к нему Пруссию и Ганновер. П. I умело использовал противоречия между западноевропейскими державами и не допустил срыва Великобританией начатых в 1719 мирных переговоров со Швецией, завершившихся заключением Ништадтского мирного договора 1721 . По этому договору Россия получила земли по Неве, в Карелии и Прибалтике с городами Нарвой, Ревелем, Ригой, Выборгом и др. Предпринятый П. I Персидский поход 1722—23 закрепил за Россией западное побережье Каспийского моря с городами Дербент и Баку. При П. I впервые в истории России были учреждены постоянные дипломатические представительства и консульства за границей, отменены устаревшие формы дипломатических отношений и этикета.
Крупные реформы были проведены в области культуры и просвещения. Появилась светская школа и была ликвидирована монополия духовенства на образование. П. I были основаны Пушкарская школа (1699), школа математико-навигацких наук (1701), медико-хирургическая школа; открыт первый русский общедоступный театр. В Петербурге были учреждены Морская академия (1715), инженерная и артиллерийская школы (1719), школы переводчиков при коллегиях, открыт первый русский музей — кунсткамера (1719) с публичной библиотекой. П. I поощрял создание начальных «цыфирных» школ, а на горных заводах Урала — школ доменщиков и горных техников. Издавались буквари, учебные пособия, учебные карты. В 1700 введён новый календарь с началом года 1 января (вместо 1 сентября) и летосчисление от «рождества Христова», а не от «сотворения мира». С 1703 выходила первая русская печатная газета — «Ведомости» , в 1708—10 вместо полуустава (см. Кириллица ) был введён близкий к современному «гражданский» шрифт. В 1725 открыта Петербургская академия наук с гимназией и университетом. По распоряжению П. I были проведены экспедиции А. Бековича-Черкасского в Среднюю Азию, И. М. Евреинова и Ф. Ф. Лужина — на Дальний Восток, Д. Мессершмидта — в Сибирь и др., подготовлена экспедиция В. Беринга , положено начало систематическому изучению географии страны и картографированию.