Все это время шведы упорно разыскивали «потерявшиеся» шесть батальонов Рооса. На поиски отправили два батальона Вестманландского полка под командованием генерал-майора А. Спарре. После двух часов ожидания шведам показалось, что батальоны Рооса возвращаются. Но это были русские войска, которые выходили из лагеря, чтобы пойти в решающую атаку. Наступала главная фаза сражения.
В шесть часов утра Петр приказал войскам строиться перед лагерем. Центр заняла пехота во главе с Шереметевым. Правый фланг — конница Боура, левый — Меншикова, который, добив шведов в Яковецком лесу, вернулся к армии. Артиллерия встала по всему фронту перед боевым порядком. Царь метался вдоль фронта на белом коне и кричал: «Воины! Вот и пришел час, который решит судьбу Отечества. И так не должны вы помышлять, что сражаетесь за Петра, но за государство, Петру врученное, за Отечество... Не должна вас также смущать слава неприятеля, яко непобедимого, которой ложь вы сами своими победами над ним доказывали... А о Петре ведайте, что ему жизнь не дорога, только бы жила Россия в блаженстве и славе благосостояния вашего!»
Количественное превосходство дало возможность Петру I обеспечить более плотную, а заодно и более протяженную боевую линию. Шведы, по расчетам П. Энглунда, смогли занять по фронту 1400–1500 метров, русские более двух километров. При этом разрывы между шведскими батальонами были намного больше, чем у русских, которых разделяло не более 10 метров. В эти промежутки русские артиллеристы быстро установили 55 трехфунтовых пушек, при этом надо учесть и орудия, оставшиеся в лагере, которые вели навесной огонь.
Попробуем посчитать, какими силами к этому моменту располагали противники. Шведы имели максимум около 12800 человек; количество казаков Мазепы и Гордиенко точно неизвестно, но, по мнению самих шведов, они практически не участвовали в сражении. Численность русской армии в первой линии составляла 17750, во второй около 14 600 человек. Итого — 32 350. Если сюда добавить 6 пехотных полков, защищавших редуты (4730 человек), то общая численность русской армии должна была быть перед началом сражения более 37 000 человек без учета иррегулярных войск — казаков и калмыков. В любом случае 12800 шведам противостояло 17750 русских солдат первой линии.
Около 9 часов утра две армии пошли друг на друга, чтобы в беспощадном бою решить исход не только сражения, но и всей войны. Выстроившимся в боевой порядок шведам нужно было преодолеть 700–800 метров до русской «стены»; в таких случаях обычно шли шагом и только последние 100–200 метров преодолевались бегом. Заметив движение шведов, русские тут же остановились и изготовились к залпу. Позднее Левенгаупт, который вел шведскую пехоту, напишет в мемуарах: «Этих, с позволения сказать, идущих на заклание глупых баранов я был вынужден повести против всей неприятельской пехоты».