Выступив в конце сентября из Старишей в направлении Стародуба, Карл XII поставил тем самым в крайне сложное положение корпус Левенгаупта, достигшего к этому времени района Шклова. Когда русскому командованию стало известно о движении Левенгаупта и его значительном отрыве от основных сил шведов, Петр решил разгромить его. Для этой цели он сформировал летучий корпус (корволант), в состав которого вошли 7 тысяч драгун и 5 тысяч пехотинцев, посаженных на коней, и 30 полковых орудий. Командование отрядом осуществлял лично Петр. 9 октября 1708 г. корволант настиг шведов у деревни Лесная и наголову разгромил их. Из своего 16-тысячного корпуса Левенгаупт привел Карлу XII лишь 5 тысяч деморализованных солдат, которые потеряли весь обоз и всю артиллерию.
В сражении у Лесной русские войска одержали первую крупную победу над численно превосходящими силами противника, что имело огромное морально-психологическое значение для русской армии. Победа при Лесной была исключительно важна и в военном отношении, подготовив условия для нового более величественного успеха русского оружия под Полтавой. Недаром Петр называл «викторию» при Лесной «матерью Полтавской баталии» и ежегодно торжественно отмечал ее годовщину.
Почти одновременно войска под командованием Ф. М. Апраксина сорвали попытку шведов овладеть Петербургом и Кронштадтом, нанеся им чувствительное поражение в районе Которского залива.
Поражения шведов в октябре при Лесной и под Петербургом во многом изменили соотношение сил в пользу русской армии. Но еще более страшным ударом для Карла XII явился провал его замыслов превратить Украину в военную и продовольственную базу своей армии, что резко ухудшило общестратегическое положение интервентов. Вместо обещанного Мазепой широкомасштабного и массового антимосковского восстания на Украине и присоединения к шведским войскам 20-тысячной казацкой конницы, гетман привел в октябре в лагерь Карла XII лишь две тысячи казаков своей личной гвардии. Обращение Мазепы к населению Украины с призывом встать под знамена шведского короля было встречено гробовым молчанием. Существенную роль в этом сыграли манифесты Петра, в которых широко разъяснялось о целях шведских захватчиков и перешедшего на их сторону Мазепы. В них особо выделялся факт соглашения Мазепы с Лещинским «Малороссийскую землю поработить по-прежнему во унию». И это, как ни парадоксально, отражало действительное положение вещей. Дело в том, что Карл XII, стремясь привлечь к Лещинскому широкие массы польской шляхты, заставил Мазепу подписать универсал, в котором тот объявил Левобережную Украину составной частью коронных земель Речи Посполитой. Этот документ, благодаря умелым действиям русской разведки, оказался в руках Петра, который широко использовал его в пропагандистских целях, активно привлекал к этому украинскую и русскую православную церковь. Страшная перспектива вновь оказаться под гнетом польских панов и униатской церкви вызвала взрыв ненависти к Мазепе, полякам и шведам, поднимая и сплачивая на борьбу с ними самые разные социальные слои населения.
Украинский народ не пошел за изменником, он остался верен союзу с братским русским народом и стал грудью на защиту своей Родины. Вместо колокольного звона и хлеба с солью украинские города встретили захватчиков и их новоявленных союзников артиллерийским и ружейным огнем. Широкий размах приобрело и партизанское движение. Очевидец тех событий писал, что «малороссияне везде на квартирах и по дорогам тайно и явно шведов били, а иных живых к государю приводили, разными способами бьючи и ловлячи блудящих от чего много войска шведского уменьшилося». В районах, занятых шведами, крестьяне уничтожали все запасы хлеба и фуража, покидали деревни и уходили в леса, забирая с собой скот и лошадей. Колоссальные же запасы провианта и боеприпасов, заготовленные для шведской армии в гетманской резиденции в Батурине, были захвачены, а то, что нельзя было вывезти, сожжено конным отрядом А. Д. Меншикова.
Озлобленные неудачами и сопротивлением населения, шведы и мазепенцы сжигали целые города и села, поголовно истребляя их жителей, не щадя стариков, женщин и детей. Однако ни угрозы, ни зверства не смогли остановить освободительную борьбу украинского народа.
После того, как Карлу XII стало ясно, что в лице Мазепы он приобрел не союзника, обладающего реальной военной силой, а лишь политического беженца, он начал связывать свои надежды с поддержкой Лещинского и крымского хана.