Полтава была весьма хилой крепостью. Русские поняли это и начиная с декабря прошлого года усердно трудились над тем, чтобы повысить боеспособность города. Фронт, обращенный вниз, к реке, который раньше был почти не защищен, теперь укрепили. Русские также ввели в город дополнительную артиллерию, так что теперь в его арсенале было целых 28 пушек. Сами крепостные стены были простейшей конструкции, земляные валы с палисадом из бревен, а перед ними небольшой ров. К этому времени крепость здорово поизносилась; палисад был весь в рубцах и расщеплен пушечными выстрелами, а в валу — бреши во многих местах. Над одними из городских ворот возвышалась довольно большая деревянная башня, а вокруг крепости было какое-то количество небольших бастионов, некоторые из них — с блокгаузами. Гарнизон составлял немногим больше 4 200 солдат, из которых едва ли сотня были артиллеристы. Кроме того, примерно 2 600 человек из населения и горожан были призваны участвовать в обороне города. Командовал этой пестрой толпой полковник Алексей Степанович Келин, которому с конца апреля удавалось противостоять шведской осаде. Это было, однако, не таким большим достижением, как можно подумать: поскольку целью осады с самого начала было выиграть время, она и велась вполсилы.
Шведские осадные траншеи находились к югу от города. Они были направлены против южной части крепости и предместья Мазуровки. Всякая осада как таковая была в высшей степени сложным предприятием, которое чаще всего разворачивалось по точно заданным правилам. Существовала определенная формула, которой надлежало следовать в таких ситуациях. Она называлась атакой Вобана, по имени французского маркиза, который разработал новые эффективные типы крепостей и в то же время, последовательности ради, выдумал новые, по меньшей мере такие же эффективные приемы, чтобы завоевать эти его создания. Прежде всего надо было построить укрепленные линии вокруг и против вала, чтобы защитить себя от вражеских отрядов извне крепости и вылазок из крепости. Для этого следовало ночью вырыть на расстоянии 600 метров то, что на профессиональном языке называлось первой параллелью: она, среди прочего, должна была вмещать тяжелые артиллерийские батареи. Потом следовало продвигаться все ближе. На расстоянии примерно в 300 метров надо было затем выкопать вторую параллель, где также разместить пушки, и, наконец, третью параллель заложить почти у самого крепостного вала. Между этими параллелями вырывались апроши — траншеи, которые шли зигзагообразно. Если крепость к тому времени еще не сдавалась, можно было выкопать сапы — подземные ходы, которые все вели к той точке у стены, где артиллерия осаждавших должна была пробить большую и аккуратную брешь. (Осаждающие могли также прорыть ходы под крепостным валом врага, заложить туда мощные заряды или мины и взорвать их, чтобы таким образом пробить брешь.)
Шведы во многом следовали этой формуле, хотя и в небольшом масштабе. Были вырыты три параллели с апрошами и всем необходимым, установлены батареи, и делались даже попытки заложить мины под частокол. Сначала король категорически запретил штурмовать крепость, но в попытке усилить давление на осажденных 12 мая была предпринята атака. В этот день была пробита брешь в защитных укреплениях и захвачен кусок частокола, где впоследствии на бревнах была установлена небольшая батарея. Шведы оказывали непрерывное, хотя и не слишком сильное давление на маленький город; не тратили ядер на слишком опустошительный обстрел, но продолжали подкопы под валами. Закладывались новые мины, гарнизон предпринимал небольшие вылазки, и русские войска делали тщетные попытки прийти на помощь городу с другого берега реки. Все было точно так, как полагается при осаде.
По мере того как проходило время, положение внутри крепости ухудшалось. В это воскресенье кончились еда и боеприпасы. За отсутствием снарядов русские стреляли маленькими кусочками железа и камушками. (По меньшей мере так же важно было то, что у Келина не было средств платить солдатам жалованье. Этот недостаток был очень опасен, потому что, не получая жалованья, солдат не станет сражаться на пределе своего мужества.) Поскольку не было также свинца и другого материала для изготовления ручных гранат, русские солдаты кидали сверху в осаждающих шведов камни, поленья, гнилые корни и дохлых кошек. Шведы отвечали тем, что тоже кидались камнями, — так близко друг к другу находились воюющие войска. Был случай, когда самому королю попала в плечо дохлая кошка. Шведы ответили на это неслыханное оскорбление таким шквалом ручных гранат, что русские несколько дней не позволяли себе подобных дерзостей. Но большинство снарядов были не так уж безвредны. Русские «охотники» постоянно подкрадывались и стреляли в шведских солдат и работников, рывших траншеи. Дня не проходило, чтобы кто-нибудь из шведов не расстался с жизнью. За один день на одном месте погибло пять шведских караульных. Все они были убиты «снайперскими» пулями, размозжившими им головы. Работа в апрошах была очень опасна и очень однообразна. Во время дождей траншеи наполнялись водой, и солдатам приходилось шлепать по грязи, доходившей им до бедер, между тем как их палатки тоже наполнялись водой и все в них промокало. Единственное преимущество проливных дождей состояло в том, что они смывали и уносили с собой раздутые смердящие лошадиные трупы, которыми были усеяны поле и холмы.
К востоку от крепости крутые поросшие лесом холмы спускались к реке и лугу площадью примерно в квадратный километр, который ежегодно затапливался паводком. Почти до самого лета этот луг оставался похожим на болото и только к осени высыхал и превращался в хорошее пастбище для местного скота. В этом и других болотцах вокруг реки буйно расплодились в этом году мириады лягушек и жаб, которые своим скрипом и кваканьем многим не давали спать. Другим ночным звуком была громкая перекличка русских часовых; они восклицали «добра хлеба, добра пива!», намеренно дразня и соблазняя своих противников.
К югу от города, позади кустарника и возделанных полей, которые шведские осадные укрепления искромсали на мелкие кусочки, пролегала одна из многочисленных лощин, повсюду пересекавших Полтавское плато. По большей части поросшая лесом лощина круто обрывалась, становясь сухой и голой, и имела много ответвлений. Кое-где в длинной лощине стояли группы домов, и в ней находился также лагерь тех отрядов, которыми в это воскресенье были укомплектованы траншеи — Сёдерманландский и Крунубергский пехотные полки, внизу лощины теснились их палатки среди шалашей и других удобств, которые оставило после себя соединение, стоявшее здесь до них. Немного южнее этого бивака был лагерь союзников шведов, запорожских казаков. В осаде им досталась роль разнорабочих и вместе с тем мишеней для русских, которые стреляли в них сверху, с городского вала. В этот период осады потери запорожцев были больше, чем потери шведов. Их достойная всяческого сочувствия борьба за освобождение от русской деспотии теперь приняла форму в высшей степени лишенную всякого внешнего блеска: они стали дровосеками, землекопами, носильщиками. Их попытку восстать против царя постигло много неудач, а неблагодарный и тяжелый труд в траншеях потребовал много жертв. Их боевой дух дошел до нижней отметки. Было трудно заставить запорожцев исполнять приказы.