此时的军事力量对比俄军远占上风。瑞典人的总兵力是31000人，有大炮4门。彼得一世手里却握有42000人的正规兵力和72门大炮，此外还有哥萨克和加尔梅克人的部队。
彼得一世赶到波尔塔瓦，查理几乎惊慌失措。查理希望乘俄军立足未稳，尽快进行决战，将其一举击溃。人少兵弱的查理决定先发制人、主动出击。6月27日凌晨，瑞军乘着黎明前的黑暗，全军扑向多面棱堡。俄国将领缅什科夫立即率领俄国骑兵，潮水般呼啸而来。两军人马在拂晓前的黑暗中混战，乱成一团。战马的嘶鸣声，兵器的撞击声，官兵们的怒吼声惊天动地，士兵和战马掀起的团团尘雾令人窒息。俄军拼死抵抗，瑞军一时无法通过多面棱堡。见此情景，查理命令全军立即紧急合拢，试图从北面强行通过。缅什科夫也针锋相对，指挥骑兵犹如一把利剑，直插敌人纵队，欲拦腰截断。瑞军恼羞成怒，顺势展开，仍以横队向前猛冲。俄军骑兵未能阻挡住瑞军的疯狂进攻，第一道防线被冲破。进入平原的瑞军马上排开战斗队形，侧翼配备有骑兵。俄军也排成两列队伍，中间是步兵，两翼是骑兵。