После того как Ладожское озеро было «очищено» от неприятеля, русские приступили к завладению Невою. Подойдя с армией к сильно вооруженной, стоявшей на острове в истоке Невы крепости Нотебургу (древнему Орешку), Б.П. Шереметев занял войсками оба берега реки и, перетащив по трехверстной просеке 50 лодок из Ладожского озера в Неву, отрезал гарнизон крепости от помощи, которая могла быть оказана ему с моря. После десятидневной осады и кровопролитного приступа 11 октября 1702 г. Нотебург сдался и был переименован Петром в Шлиссельбург, «Ключ-город», в ознаменование открытия через него выхода в море.
В мае 1703 г взята была и другая крепость — Ниеншанц (древняя Новая крепость), стоявшая при впадении в Неву реки Охты.
Но незадолго до этого отряд Преображенского полка, вышедший на лодках в устье Невы под начальством бомбардирского капитана Петра Михайлова, напал на два шведских судна, стоявших против нынешнего Екатерингофа, и взял их на абордаж. Главным героем этой победы был сам Петр, находившийся во главе атакующих. Взяты были 10-пушечный галиот «Гедан» и 8-пушечная шнява «Астрильд». Помощником Петра при этой победе был Преображенский поручик Александр Данилович Меншиков.
Взятие шведских судов «Гедан» и «Астрильд» в мае 1703 г. в устье Невы
Чтобы окончательно запереть для шведов вход в Неву, Петр в устьях ее, на острове Янни-Сари (Заячьем), заложил 16 мая 1703 года земляную крепость, названную Петропавловской, и портовый город Санкт-Петербург.
Готовясь к завладению берегами Финского залива, Петр еще в 1702 году заложил на реке Сясь верфь и начал на ней постройку 6 фрегатов, а в следующем 1703 году основал, под названием Олонецкой, новую верфь на реке Свирь, в Лодейном Поле, где также началось интенсивное строительство разных судов. Летом 1703 года один из новопостроенных там фрегатов «Штандарт» сам Петр провел в Петербург.
Чтобы обезопасить свой новый город от нападений шведского флота, Петр, воспользовавшись уходом в Выборг шведской эскадры, прибыл на остров Ретуссари (Котлин), лежащий в 25 верстах от устьев Невы, и, осмотрев местность, нашел с южной стороны острова единственный удобный для больших судов проход с моря. На мели, лежащей близ этого прохода, он приказал построить сильную крепость, названную им Кроншлотом. Модель крепости сделана была самим Петром, а постройкой руководил А.Д. Меншиков. Кроншлот был окончен к весне 1703 года и стал надежной защитой нового города от неприятельского нападения со стороны моря.
Так как Петербург, лежащий на берегах глубокой реки близ самого моря, сравнительно с отдаленной от моря Олонецкою верфью, представлял для кораблестроения несомненные выгоды, то Петр в 1704 г. приступил к сооружению на левом берегу Невы обширного адмиралтейства, не прекращая, однако, судостроения в Лодейном Поле, на р. Луге и в Новой Ладоге.
Отражение нападения шведов на Котлин в 1704 и 1705 гг.Только после того как русские утвердились в устьях Невы, Карл XII осознал важность этого приобретения Петра и в 1704 г. начал в первый раз серьезные наступательные действия против Петербурга, послав в Финский залив эскадру под командованием вице-адмирала Депру, а берегом со стороны Выборга — корпус под начальством генерала Майделя.
Депру, подойдя на вид Котлина, убедился, что прорваться мимо Кроншлота не было возможности, и потому ограничился только бомбардировкой крепости, не причинив ей никакого вреда. Подобная же неудача сопровождала и сухопутные шведские войска, подошедшие к Ниеншанцу со стороны Выборга. Между тем, русские в 1704 г. взяли у шведов Дерпт (древний Юрьев) и Нарву (древняя Колывань), причем юный Балтийский флот успел проявить уже свою деятельность подвозом десанта и провианта к войскам, осаждавшим Нарву.