Полили холодные осенние дожди; настали ненастные дни. Дороги испортились; подвоз продовольствия и боевых припасов прекратился. Скудное питание способствовало появлению болезней. Уныние охватило молодые войска. Только вдохновенный царь-работник не унывал. Под пулями врага рядом со своими солдатами трудился Петр в траншеях, всюду направляя, налаживая дело. Он напрягал все усилия, чтобы поднять дух своих молодых полков. Попытка склонить коменданта Нарвы к сдаче успеха не имела. На предложение он отвечал насмешками, так как надеялся вполне на доблесть гарнизона и на скорое прибытие выручки.
Еще не были налажены осадные работы, как стало известно в русском лагере о приближении на выручку крепости шведского короля. Для проверки слухов о приближении Карла XII из стана русских войск выслан был по Ревельской дороге рекогносцировочный отряд поместной конницы старого строя под начальством Шереметева. Выступив с отрядом силой около 6 тысяч 26 октября из-под Нарвы, Шереметев быстро продвинулся почти на сто верст на запад, выслав разведку на Дерпт, Пернов и Ревель. Произошло несколько стычек с партиями шведов из отряда генерала Веллинга, причем от захваченных в плен шведов русские узнали, что в Везенберге ожидают шведского короля с 30-тысячной армией.
Вместо того чтобы ждать на месте подхода противника и следить за его дальнейшим наступлением, Шереметев отошел назад, к деревне Пигаиогги, находящейся в 40 верстах от Нарвы, где русская конница и оставалась до подхода армии шведского короля.
Карл XII приближался к Нарве из Ревеля. Войска его вследствие дурного состояния путей сильно растянулись. В Везенберге, после присоединения отряда генерала Веллинга, в рядах шведской армии насчитывалось 21 батальон, 46 эскадронов и 38 орудий.
16 ноября Карл XII подошел к русскому разведочному отряду. Местность впереди деревни Пигаиогги, где расположился конный отряд Шереметева, чрезвычайно благоприятствовала обороне. Путь для наступающих пролегал между двух отвесных утесов по топкому болоту и преграждался ручьем с переброшенными двумя деревянными мостами. Пассивная оборона переправы через ручей могла надолго задержать шведов. Но Шереметев вместо того, чтобы расположиться за ручьем и уничтожить мосты, послал на противоположную сторону 800 человек для фуражировки. Этот отряд в полдень наткнулся на авангард шведской армии и после первых пушечных выстрелов рассеялся.
Карл XII только вечером подошел к переправам. Он приказал навести орудия на дефиле, обороняемое русскими, предполагая утром двинуться на штурм. Ночью Шереметев отступил к Нарве, не разрушив даже мостов. При этом отступлении он не послал в русский лагерь донесения о приближении врага.
Между тем Петр Великий, осведомленный о малочисленности шведской армии, предполагал, что Карл XII не решится атаковать укрепленную позицию русских и станет выжидать прибытия подкреплений, а потому счел возможным оставить армию и отправиться в Новгород для свидания с польским королем и личных переговоров относительно будущих совместных действий.
17 ноября царь объявил генералам о своем намерении и утром 18-го, вверив командование армией герцогу де Круа и снабдив его подробными инструкциями, отбыл в направлении на Новгород.
Карл XII, получивший сведения о печальном состоянии осаждающей Нарву русской армии, без колебания принял решение немедленно атаковать, несмотря на огромное неравенство сил. По его сведениям, в рядах русской армии было 80 тысяч бойцов. «Шведам ли бояться русских мужиков», — говорил король осторожным советникам. Упоенный боевым успехом, король верил в победу, и эта уверенность вождя перелилась в ряды его небольшой, но во всех отношениях превосходной армии.
Перед шведами была многочисленная, но не спаянная в единый грозный живой организм русская армия. Эта армия была укрыта за длинной линией неуклюже насыпанных валов. Узкая полоса между контр- и циркумвалационными линиями лишала возможности русские войска маневрировать, оказывать поддержку соседям. Кусты и болота в тылу также затрудняли движение.
Растянувшись на 7 верст по фронту, без резерва, имея вражескую крепость в тылу, русская армия в случае неудачи могла воспользоваться для отступления лишь одним плавучим мостом, находившимся за правым флангом. Перед центром растянутой позиции зловеще возвышался Германсберг, занятый лишь слабыми частями русских.
При столь неблагоприятной стратегической обстановке, сложившейся для нашей армии, тяжела была и обстановка моральная. Царь, столь положительно действовавший на войска, отсутствовал. Иноземные начальники во главе с иностранцем главнокомандующим чужды были войскам. Между ними и солдатами не было той близости, того взаимного доверия и уважения, которые спаивают в часы боя армию в одно могучее целое и являются залогом успеха.
Прибытие Шереметева под Нарву утром 18 ноября встревожило всех начальников, неприятель был уже в непосредственной близости. Герцог де Круа приказал «тщательно во всю ночь ходить дозорам от одного полка до другого». Очевидно, дозорная служба неслась слабо, так как шведам ночью удалось измерить глубину рва вокруг ретраншамента.
Ночь шведская армия провела у деревни Лачены, в 10 верстах от наших укреплений. Рано утром 19 ноября Карл XII двинул свою армию к Нарве. Войска приближались скрытно, пробираясь по едва заметным лесным тропинкам. Подход к центру русской позиции на пушечный выстрел совершен был так, что русские не знали о движении врага. На опушке леса шведы построились в боевой порядок. После личной рекогносцировки, оценив растянутое расположение русских, Карл XII объявил план атаки. Часть сил под начальством генерала Веллинга направляется правее высоты Германсберг, а другая часть армии под начальством генерала Реншильда — левее высоты. Обе группы войск, обтекая высоту, наносят удар в центр русской позиции и, разорвавши линию, бьют врага по частям. На гребне высоты поставлена была шведская артиллерия, служившая как бы связью для обеих групп атакующих войск.
В полдень загрохотали шведские орудия — наша артиллерия откликнулась. Канонада с обеих сторон разгоралась. Около двух часов продолжалось это артиллерийское состязание. Ясное небо к двум часам пополудни заволокло тучами. Задул резкий западный ветер. Повалил снег и град. Под покровом этой естественной завесы шведы приблизились к валам наших укреплений и с криками «с нами Бог» стремительно атаковали редкую цепь стрелков, расставленных на позиции. Через четверть часа центральное укрепление было взято. Войска князя Трубецкого, атакованные в оба фланга, опрокинуты. Артиллерия стремительно захвачена шведами. Врезавшись в центр нашей армии, шведы стали отсюда теснить разбитые полки к флангам.
Внезапный налет врага ошеломил наших солдат. Послышались крики: «Немцы нам изменили». Солдаты бросились к палатке герцога де Круа. Офицеры-иностранцы поспешили сдаться шведам. Паника, начавшаяся в центре, однако, стихала по мере приближения к флангам нашей позиции. На крайнем правом фланге гвардейские полки с частью войск из дивизии Головина разместились за вагенбургом и стойко встретили врага. Реншильд, подкрепленный частью батальонов Веллинга, не мог овладеть вагенбургом. Пылкий король лично бросился в атаку, увлекая за собой войска. Однако и этот порыв не мог сломить сопротивления бывших «потешных», соратников царя. Все атаки врага были отражены, и только ночь прекратила жаркую схватку. И на крайнем левом фланге, благодаря распорядительности генерала Вейде, войска наши сдержали первый натиск Веллинга. К вечеру он даже потеснил истомленных боем и обессилевших шведов. Но на беду генерал Вейде был тяжело ранен, а в стоявшей рядом с его войсками поместной коннице Шереметева возникла паника, вследствие которой конница бросилась назад — вплавь через р. Нарву; значительная часть людей во время переправы потонула, остальные ушли на тот берег.