В момент восстания московских стрельцов в 1698 г. Репнин с вверенным ему отрядом участвовал в обороне Кремля и в том же году был пожалован генеральским чином. Формируя для Петра I новые полки, необходимые для войны со Швецией, на первом этапе в военных действиях участия не принимал. Во главе 12 тысяч человек в ноябре 1700 г. был направлен к Нарве, в помощь войскам, находившимся у ее стен, но еще в пути узнал о поражении. Репнин собрал остатки армии в Новгороде, заново комплектуя русские полки и выполняя одновременно обязанности новгородского воеводы. В его обязанности входило укрепление городов, которые могли оказаться на пути движения армии Карла XII: Новгорода, Пскова, Печоры, Гдова. 2 декабря царь составил Репнину инструкции, в которых, в частности, говорилось: «Естли где уведомится о неприятельском приходе, посылать проведывать немедленно, кого пристойно, и смотря по вестям, посылать во оборону служилых, конных и пеших людей, чтоб оборонить». К весне 1701 г. русская армия выросла до 65 тысяч человек, а князя Петр направил в Прибалтику во главе 18-тысячного корпуса на помощь польскому королю Августу II, по после его поражения от шведов Реппин вынужден был вернуться с войсками в Псков.
Аникита Иванович был активным участником штурмов Шлиссельбурга и Ниеншанца и битвы под Нарвой в 1704 г. В октябре 1705 г. со своей дивизией он прибыл в Гродно и поступил под начало А. Д. Меншикова, а когда тот уехал, получил его полномочия. В 1706 г. при непосредственном участии войск Репнина происходил целый ряд небольших стычек и боев, но князь генерального сражения не давал, выполняя приказ царя, который писал ему: «…надобно поступать осторожно. На счастие отнюдь надеяться не надлежит, ибо оно всегда непостоянно».
Слова государя оказались пророческими. В июне 1707 г., имея восемь полков общей численностью 7,5 тысячи человек, Репнин потерпел поражение при Головнине. 23 июня на общем военном совете было решено удерживать эту позицию, о чем было доложено фельдмаршалу Шереметеву. Позиция, выбранная Репниным, оказалась неудачной, так как находилась среди болотистой местности, полевые укрепления возвели неверно, работы велись медленно; кроме всего прочего, русские проявили полную беспечность, даже не выставив ночного охранения. Шведы, начав атаку рано утром, превзошли своих противников и в артиллерийской дуэли. Войска Карла XII начали обходить русские позиции с фланга, и Репнин дал приказ к отступлению. В своей реляции к царю он пытался оправдать ошибки и нераспорядительность во время сражения, по Петр, недовольный ходом событий при Головчине, отдал генерала под суд, который приговорил его к смертной казни, замененной монархом разжалованием в солдаты.
