Русская кавалерия стала нападать из-за редутов на шведскую пехоту. Тогда Карл пустил вперед свою конницу, и между редутами завязалась рубка.

Князь А.Д.Меншиков, генерал К.Э.Ренне и Р.Х.Боур сами водили полки в атаку. Ренне был ранен, под Меншиковым были убиты две лошади. Шведы живо преследовали русскую кавалерию, которая, по приказанию царя, отступала к правому флангу лагеря, но картечный огонь из 72 орудий, стоявших в укреплениях, принудил их поспешно отступить. Шведы начали строиться на опушке Будищенского леса, перед фронтом русского лагеря.

Полтавская битва. Худ. Пьер-Дени Мартен (1726)

В это время правая колонна шведских войск под начальством генерала Карла Густава Рооса, задержанная атакой русских и лесистой местностью, отделилась от главных сил шведской армии. Царь Петр заметил это и приказал князю Меншикову с пятью батальонами пехоты и пятью драгунскими полками атаковать войска Рооса. Меншиков с драгунами настиг шведов, принудил их отступить в лес и истребил большую часть.

Теперь у шведов осталось всего 18 батальонов пехоты и 14 полков кавалерии. Они построились в одну линию, а кавалерия стала по флангам в две линии. Русские войска также вышли из своих окопов и выстроились перед лагерем в две линии: пехота посредине, конница по флангам.

В 9 часов русская армия двинулась вперед, шведы пошли ей навстречу.

Правый фланг шведской пехоты в присутствии своего короля дружно кинулся на батальоны Новгородского полка и потеснил их назад. Тогда царь Петр взял из второй линии один батальон, велел сомкнуть ряды и сам повел его вперед. На него со всех сторон сыпались пули: одна пуля попала в седло, другая прострелила шляпу, а третья повредила крест, висевший у царя на груди. Несмотря на это, мужественный царь Петр несся вперед: опасность его не страшила. Вид он имел грозный, глаза горели огнем. Через полчаса шведы были отбиты. Тогда царь двинул все полки первой линии и охватил шведов справа и слева, словно клещами.

Раненый Карл XII также не щадил себя. Он лежал на носилках, обложив раненую ногу подушками, и его так носили между полками. И вдруг ядро разбило носилки вдребезги. Король упал на землю без чувств. Его подхватили и посадили на лошадь, но во время отступления лошадь короля была убита, а другой лошади не имелось. Раненый полковник Иоганн Гиерта отдал королю свою лошадь, сказав окружающим:

— Спасите только его.

Гиерта со слезами поцеловал руку короля и вскоре пал под ударами русских штыков. А тем временем отыскали в обозе карету и положили в нее короля.

Шведские солдаты подумали, что их король убит, и полками овладел ужас. Как Адам Людвиг Левенгаупт ни кричал, как ни бил и ни ругал солдат, все было напрасно. Бегство продолжалось. Казалось, будто пехота оглохла и ослепла от ужаса.

Русские рубили направо и налево, забирали в плен генералов, офицеров и целыми батальонами солдат. Победа была полная.

Шведы потеряли убитыми и ранеными 9000 человек, в плен взято было 3000 человек. Плюс русским достались пушки, канцелярия короля и вся его прислуга, королевская казна, артиллерийский парк и большой обоз.

На поле боя были взяты в плен (кроме генералов Вольмара Антона фон Шлиппенбаха, Карла Густава Рооса и Хуго Юхана Гамильтона) фельдмаршал Карл Густав Реншильд, генерал-майор Берндт Отто Стакельберг, принц Максимилиан Эмануэль Вюртемберг-Виннентальский (близкий друг короля Швеции, спасший однажды ему жизнь).

Генерал фон Шлиппенбах в Полтавской битве командовал рекогносцировочным кавалерийским отрядом и попал в плен, став первым оказавшимся в плену шведским генералом в этой битве. Потом он поступил на русскую службу, командовал Рязанским пехотным полком, а в 1714 году был произведен Петром I в генерал-поручики.

Также были взяты в плен полковники Густав Горн, Андерс Аппельгрен и Нильс Юлленштерна. В руках русских оказались 137 знамен и штандартов. Первый министр короля Карл Пипер с двумя государственными секретарями были взяты вылазкой Полтавского гарнизона.

Русские войска потеряли 1345 человек убитыми, еще 3300 человек были ранены. Погибли бригадир Иван фон Феленгейм, полковники Нечаев и Лов, подполковник Козлов, майоры Кропотов, Эрнст и Гельд, 45 обер-офицеров, 1293 капралов и рядовых. Ранения получили генерал-лейтенант К.Э.Ренне, бригадир Я.В.Полонский, 5 полковников, 11 штаб- и 94 обер-офицеров.