К вечеру 26 июня Карл XII в первой линии в четырех глубоких колоннах выстроил свою пехоту. Во второй линии в шести колоннах расположилась конница. Два батальона пехоты, шесть эскадронов конницы и три тысячи казаков бывшего украинского гетмана И. Мазепы, переметнувшегося к Карлу XII, у Полтавы прикрывали обоз и лагерь и переправу через Ворсклу ниже Полтавы. Утром 26 июня Карл XII был ранен русскими казаками в ногу и битвой руководил лежа. Карл XII обратился к войскам: «Идите туда, куда ведет вас слава!» Петр I сам объявил свой приказ русским воинам: «Вы сражаетесь за Россию, за Отечество и вас не должна смущать слава непобедимости неприятеля!» Несколько пушек Петр поставил в редутах, а в укрепленном лагере встали пятьдесят полковых и тридцать полевых орудий. Всей русской армии даже не пришлось участвовать в битве. Генералы попросили Петра I в бою не участвовать, но царь только отмахнулся.
Весь вечер и часть ночи шведская армия простояла на месте и в два часа двинулась вперед, надеясь застать русских врасплох. Движение шведов было тут же обнаружено казачьими разъездами, и в третьем часу ночи Меншиков бросил конницу вперед, за редуты. Кавалерийский ночной беспорядочный бой продолжался около двух часов. Меншиков не давал шведским всадникам прорваться мимо редутов с севера, у Будищенского леса, и мощная группа Росса и Шлиппенбаха попыталась обойти их с юга, у Яковицкого леса. Петр приказал Меншикову передать команду генералу Боуру, а самому с пятью кавалерийскими полками и пятью пехотными батальонами уничтожить шведов в Яковицком лесу. Меншиков пролетел вдоль всей линии фронта и в ожесточенном рукопашном бою порубил и пленил войска Росса и Шлиппенбаха. Карл XII бросил вперед всю армию и в пятом часу утра взял два недостроенных редута. Под ураганным огнем шведы проходили между редутами за медленно отступавшими всадниками Боура и несли, несли, несли нескончаемые потери. Внезапно русские кавалеристы расступились по флангам и с пятидесяти шагов, расстоянии пистолетного выстрела, прямо в лоб шведской армии ахнули восемьдесят русских орудий. Этот кошмарный залп просто снес шведскую армию к Будищенскому лесу, и лежавший на носилках Карл XII с трудом смог остановить свою бежавшую армию и выстроил ее в боевой порядок. Петр испугался, что потрепанный Карл выведет свою армию из боя, и приказал войскам покинуть укрепленный лагерь. В половине седьмого утра две армии стали выстраиваться друг против друга, и Карл XII успокоился, уверенный в таранном ударе своих «природных шведов».