1 октября русские осадные батареи открыли огонь по крепости; шведы отвечали огнем своих орудий. Ожесточенный артиллерийский бой продолжался 11 дней. Артиллерийской бомбардировкой в качестве капитана бомбардирской роты руководил Петр I. 11 октября после одиннадцатидневной артиллерийской подготовки штурма русские войска атаковали крепость. Бой продолжался 13 часов, и город-крепость Нотебург был взят. Петр I об этой осаде писал: «Зело жесток сей орех был, однакож счастливо разгрызен. Артиллерия наша зело чудесно дело свое исправила».
Весна 1703 г. ознаменовалась успешным взятием русскими войсками последней крепости на реке Неве — Ниеншанц. Крепость была хорошо укреплена в инженерном отношении и имела 78 орудий. Перед штурмом крепости целую ночь на 1 мая продолжалась ожесточенная бомбардировка со стороны русской осадной артиллерии. В 5 часов утра от снарядов русских мортирных батарей в крепости произошел взрыв порохового погреба, причинивший крепости сильные разрушения. Гарнизон Ниеншанца, не выдержав мощного огня русской артиллерии, вынужден был сдать крепость до начала штурма.
Неподалеку от крепости Ниеншанц в 1703 г. Петр I заложил на одном из островов реки Невы Петропавловскую крепость, а через несколько дней, 27 мая 1703 г., положил основание городу Петербургу, ставшему в 1712 г. столицей России.
Боевой опыт, полученный русской армией при овладении крепостями Нотебург и Ниеншанц, помог в августе 1704 г. отвоевать у шведов и Нарву, которую войскам Петра I не удалось взять в 1700 г. Нарва в 1704 г. представляла собой мощную крепость. Ее наружная ограда состояла из пяти бастионов, соединенных каменной стеной. Кроме того, была внутренняя ограда из четырех бастионов, между которыми были сооружены ограды и укрепления, приспособленные для ведения огня. Крепость была вооружена 623 орудиями различных калибров.
Перед штурмом Нарвы русская артиллерия в течение 10 суток беспрерывно бомбардировала город-крепость. В бомбардировке участвовало 103 тяжелых осадных орудия (71 пушка, 31 мортира и одна гаубица). По крепости было выпущено 12 358 ядер, 5 714 мортирных бомб (крупных разрывных снарядов) и 275 картечей; на бомбардировку было израсходовано более 10 тысяч пудов пороха. Эти цифры по тому времени колоссальны. Точным артиллерийским огнем были выведены из строя сотни вражеских орудий, разрушено много мощных бастионов. В результате успешного штурма Нарвы русские войска взяли в плен около 2 тысяч шведских солдат, а в качестве боевых трофеев захватили более 450 орудий. Это была очень важная для России победа: она обеспечила выход России к Балтийскому морю.
