Петр вместе с посольством выехал из Амстердама 15 мая. Его путь в Вену лежал через Лейпциг, Дрезден и Прагу. В Дрездене царь задержался на несколько дней, чтобы осмотреть достопримечательности столицы Саксонии. Поужинав после приезда, он в первом часу ночи изъявил желание заглянуть в королевскую кунсткамеру. До утра Петр успел изучить экспонаты только двух залов, подолгу останавливался у математических и ремесленных инструментов. В следующие дни он подробнейшим образом осматривал арсенал и литейный двор, причем обнаружил, по отзыву сопровождавших его лиц, глубокие познания в артиллерии.
Выходя из кареты, царь закрывал лицо черной шапочкой, местные власти принимали меры к тому, чтобы он не встретил ни одной пары любопытных глаз.
Путь из Амстердама в Вену занял свыше месяца. В отличие от Амстердама, где царь оставался в тени и дипломатические переговоры вели послы, в Вене он эти переговоры взял на себя. Состоялось свидание с австрийским императором Леопольдом I, причем Петр нарушил тщательно разработанный венским двором церемониал встречи. В то время как немолодой Леопольд I шаркающей походкой медленно направлялся к середине зала, царь большими шагами быстро преодолел отведенное ему расстояние и встретился с императором не там, где было предусмотрено протоколом. Втиснутый в строгие рамки этикета и вынужденный сдерживать себя во время 15-минутного свидания, Петр дал волю своему темпераменту, как только вышел из дворца. В парке он заметил на пруду лодку с веслами, бросился к ней бегом и сделал несколько кругов.
Результаты переговоров не принесли царю удовлетворения – убедить австрийский двор не заключать мир с турками ему не удалось. Доводы о том, что затраты на Азовские походы не окупились овладением крепостью и что необходимо с турками продолжать войну, чтобы склонить их к новым территориальным уступкам в пользу союзников, остались без внимания. Союзники твердо решили выйти из войны и уже давно вели сепаратные переговоры с Турцией о заключении мирного договора. Чтобы не оказаться в изоляции, царь дает согласие на участие России в предстоящем мирном конгрессе. Правда, у Петра теплилась слабая надежда на верность союзным обязательствам Венеции, и он деятельно готовился к поездке туда. Венеция, кроме того, манила царя возможностью ознакомиться с развитым кораблестроением, галерным флотом и арсеналами.
15 июля, то есть в день, когда Петр собирался сесть в карету, чтобы отправиться в Венецию, была получена московская почта, вмиг разрушившая все планы. Князь Ромодановский сообщал, что те самые стрелецкие полки, представители от которых приходили жаловаться в Москву весной 1698 года, вновь отказались повиноваться начальству и на этот раз в полном составе идут к столице. Петр принимает молниеносное решение вернуться в Россию. После прощальной аудиенции он, не сообщая причин, вызвавших столь поспешный отъезд на родину, 19 июля 1698 года оставил Вену.