В конце 1698 года Брюс вернулся в Россию первым российским ньютонианцем, первым русским ученым, проводником идей великого ученого. Дальнейшая деятельность Брюса по созданию навигационной школы, астрономической обсерватории, переводы научных трудов, практическая деятельность на посту президента Мануфактур- и Берг-коллеги, денежная реформа, занятия оптикой и математикой показывают, каким образом наука Ньютона впервые проникла и стала известной в России.
15 сентября из Лондона Брюс пишет Петру: «Милостивый государь! Перед отъездом твоим государским был мне твой государский приказ, чтоб мне пробыть в Лондоне только до первых чисел сентября месяца. И я зело желал, чтоб к тому времени докончить свое учение, да воистинно не мог, хотя по всяк день над тем прилежно сидел. И аще Бог изволит, чаю сего месяца сентября в последних числах докончить и ехать отсюда. А инструменты серебряные такожде которые для своего употребления изволил сделать приказывал, привезу с собою».
По всей вероятности, именно в конце сентября Брюс вернулся из Англии, выполнив все возложенные на него поручения. А сделано было действительно немало. Сам Петр, находясь в Дептфорде с 11 января по 25 апреля 1698 года, работал на верфи, арендуемой адмиралом Бенбоу, изучая технологии кораблестроения, посещал мастерские Дептфорда, Портсмута, Чатама, артиллерийские заводы Вульвича и других городов. За этот период вместе с Я. В. Брюсом Петр I наладил контакты с учеными-математиками и астрономами, вел переговоры о приглашении на службу. Такие ученые, как А. Фарварсон (Фергюссон, Фергарсон), С. Грин, Р. Грайс, приехали работать в Россию спустя несколько месяцев после этих событий и стали создателями математической навигацкой школы в 1701 году. Естественно, эта работа велась при непосредственном участии Я. В. Брюса. Неслучайно одно из особых поручений, возложенных на Брюса Петром, было «поручение обозреть английские школы и представить о них отчет». Кроме того, Петр Алексеевич посетил Гринвичскую обсерваторию Флэмстида, познакомился с «диковинками» — экзотическими экспонатами, после чего решил создать свою обсерваторию и Кунсткамеру — первый российский музей. И Брюс оказался единственным, кто был способен активно и со знанием дела помогать в этом государю. Он прекрасно понимал, как знания и полученную в Англии информацию правильно применить в России при проведении реформ. Поэтому Я. В. Брюса можно смело назвать человеком, наиболее четко из всех «птенцов гнезда Петрова» представлявшим суть и масштаб будущих преобразований.
Пребывание Брюса вместе с Петром в Англии повлияло и на будущую символику России. Именно шотландец Брюс обосновывает русскому царю идеи протестантизма в христианстве, после чего Петр стал более решительно проводить реформы по отношению к Русской православной церкви, в чем огромную помощь ему оказывал Феофан Прокопович, а во внешней политике в основном налаживает контакты и проводит переговоры с протестантскими государствами (Англия, Дания, Норвегия, Германские земли). Более того, андреевская символика (крестовый флаг военно-морского флота, орден Святого апостола Андрея Первозванного), введенная в России в 1698 году, появляется в нашей стране именно благодаря Брюсу. Это показали исследования кандидата исторических наук, старшего научного сотрудника Института Всемирной истории Российской академии наук Д. Г. Федосова, переводчика уникального дневника Патрика Гордона, издаваемого с 2000 года под эгидой РГВИА издательством «Наука».
Значение Великого посольства для России чрезвычайно велико, особенно это касается пребывания в Англии. Для самого Брюса это пребывание обозначилось написанием в 1698 году первого научного трактата — «Теория движения планет», обнаруженного в библиотеке Кембриджского университета В. Боссом. Оказался он в наличии и в библиотеке Российской академии наук в Санкт-Петербурге. Этот трактат, как отмечает канадский ученый, — первая работа русского ученого о законе всемирного тяготения.
Огромное значение в формировании Брюса как ученого-математика имело обучение у профессора Джона Колсона. В библиотеке Брюса имелись рукописные книги и тетради с пометкой Bruciana, написанные во время пребывания в Англии в 1698 году. Это фактически конспекты, составленные Брюсом во время занятий. Они включают курс математики по арифметике, геометрии, тригонометрии, астрономии. Не случайно в дальнейшем Я. В. Брюс исполняет роль научного консультанта царя и становится единственным российским астрономом, создателем казенных обсерваторий в России. Первая из них была оборудована Брюсом и открыта уже в июне 1700 года в здании Сухаревой башни.