Обеспечив тыл, Петр мог перейти к наступательным действиям. В 1702 году он совершил третий поход на Белое море. На Вавчуге царь спустил 2 фрегата, «Святой Дух» и «Курьер», и заложил фрегат «Святой Илия». С эскадрой судов архангельской флотилии на яхте «Транспорт?Рояль» он ходил из Архангельска в Соловецкий монастырь, затем в Онежский залив в село Нюхча. Отсюда до Повенецкого погоста устроили дорогу, по которой перетащили сухим путем до Онежского озера две яхты, несколько гребных судов и на них прошли по Онежскому озеру и реке Свири до Сермаксы. Пришедшие с Белого моря войска после осады овладели крепостью Нотебург, которая запирала вход из Ладожского озера в Неву. Выход к побережью Финского залива позволил начать сооружение Санкт?Петербурга и создание Балтийского флота. Суда для него строили на верфях, возведенных на берегах рек, впадающих в Ладожское озеро.
В мае 1703 года, командуя отрядом лодок с десантом гвардии, Петр взял на абордаж стоявшие в устье Невы шведские суда «Гедан» и «Астрильд», за что был награжден орденом Святого Андрея Первозванного. Оказавшись без поддержки, гарнизон крепости Ниеншанц капитулировал после обстрела. Все течение Невы оказалось в распоряжении Петра. В сентябре в звании капитана он привел с Олонецкой верфи в Санкт?Петербург корабль «Штандарт»; в октябре, когда шведские суда ушли из Невского устья, Петр сделал промер фарватера около острова и указал место для постройки крепости Кроншлота.
В Воронеже и на Балтике корабельный мастер Петр Алексеевич проектировал и строил различные боевые корабли, в том числе предложенные им русские бригантины, и совершенствовал мореходное мастерство. В 1706 году Петра I произвели в капитан?командоры. Тем временем Кроншлот и молодой Балтийский флот под командованием К.И. Крюйса успешно отражали попытки шведов высадиться на остров Котлин и в 1705, и в 1706 годах.
13 июля 1709 года за Полтавскую баталию Петру был пожалован чин арир?адмирала, или шаутбенахта — флаг подняли на флагштоке подле ставки. В апреле 1710 года шаутбенахт возглавлял отряд судов корабельного флота со своим флагом на шняве «Мункер». Он сопровождал галеры и транспортные суда с провиантом и артиллерией к войскам, осаждавшим Выборг. Конвоируемые суда находились в большой опасности из?за густого, почти сплошного льда и благополучно достигли цели только благодаря энергичным и решительным действиям Петра. Своевременно доставленные подкрепления способствовали скорой сдаче крепости. В августе—сентябре, неся свой флаг на новых кораблях «Выборг» и «Ревель», Петр плавал до Красной Горки в эскадре адмирала Апраксина.
1711 год отмечен для России неудачным Прутским походом. Русские полки, окруженные превосходящими турецкими силами, удалось спасти от истребления лишь путем уступок. В частности, пришлось вернуть Турции Азов и разрушить новую базу Азовского флота Таганрог. Часть кораблей увели по Дону, а остальные продали или уничтожили. С этого времени надолго внимание Петра было сосредоточено на Балтике.
В апреле 1712 года, с флагом на корабле «Самсон», шаутбенахт ходил в крейсерство до Красной Горки и Березовых островов. Таким образом он приобретал опыт флагмана. Следующей весной опыт пригодился. Было начато наступление русского галерного флота с войсками вдоль берегов Финляндии. В условиях финского бездорожья это был лучший способ обойти шведские укрепленные позиции. В мае 1713 года Петр поднял флаг на корабле «Полтава» и с эскадрой сопровождал галерный флот до Березовых островов. Затем, командуя авангардом галерного флота адмирала Апраксина, он принял деятельное участие во взятии Гельсингфорса.
В кампании 1714 года Петр с флагом на корабле «Святая Екатерина» командовал корабельным флотом в плавании до Ревеля. Заметив, что при слабой сплаванности эскадр они слабее неприятельских, Петр отказался от выхода против шведского флота с неподготовленной армадой. Узнав о трудном положении галерного флота у Гангута, Петр I прибыл туда, принял решение сначала о перетаскивании галер через перешеек полуострова Гангут, а затем — о рискованном обходе со стороны моря неприятельского флота. Затем, командуя авангардом галерного флота, царь в жестоком бою овладел эскадрой из десяти судов контр?адмирала Эреншильда. 9 сентября он торжественно привел в Санкт?Петербург взятые у Гангута суда, представил в присутствии Сената князю?кесарю донесение о победе и за отличную службу был пожалован званием вице?адмирала синего флага.