В апреле 1709 г. шведские войска осадили город Полтаву, которую защищал небольшой гарнизон под командованием полковника А. С. Келина. Шведы ежедневно предпринимали нападения на крепость. В случае взятия города создавалась угроза Воронежу — ключевой базе снабжения и формирования русской армии.

В конце мая 1709 г. в район Полтавы подошли главные силы русской армии под командованием Петра I. Русская армия, насчитывающая 42 тыс. человек и 72 орудия, расположилась в созданном ею укреплённом лагере в 5 км севернее Полтавы. Учитывая опыт битвы при Лесной, русская армия избрала небольшое пересечённое пространство, окружённое лесом, чтобы затруднить маневры противника. Командование первой дивизией Пётр взял на себя, а прочие дивизии распределил между генералами. Кавалерия была поручена А. Д. Меншикову, командование артиллерией было возложено на Брюса.