在十一月，當海面完全封凍，彼得親率一支軍隊在瓦薩一帶橫渡了波的尼亞灣，摧毀了瑞典境內為瓦薩補給的鄉鎮和營地，奪取了大量的物資，直接把瓦薩圍困了起來。
僅僅從物資消耗的角度來說，瓦薩圍城至少要消耗到明年一月，這可以給卡爾十二世整軍解救的時間，事實上，卡爾十二世對困守瓦薩瑞軍的命令就是，控制物資消耗，等待援救。而他本人更是親自前往普魯士，請求普軍出兵。
老威廉也沒有想到瑞典會遭遇這樣的失敗，如果瓦薩守軍被全殲，瑞典肯定會失敗，因此很快拿出了救援方案，可是波羅的海隨即也進入了封凍期，而普軍主力都在波蘭腹地，調動需要時間，按照瓦薩守軍的物資儲備，是可以支撐到普軍到來的，但問題在于，彼得不會等到那一天。
在接到國王的命令后，瓦薩守軍立刻制定了嚴苛的物資分發制度，只有士兵和勞動力的人才能得到充足的食物，其余人，無論男女老幼，每日只有一餐，這一餐的熱量，僅僅保證其在下一餐到來之前不會餓死。
而過冬需要的可不僅僅是食物，還要御寒。瓦薩原本只是一個不到萬人的港口小鎮，四萬多瑞軍駐扎就讓其難以支撐了，一下涌入了十幾萬難民，根本沒有那么多的房屋，而取暖用的木材也要出城去弄，那要面對俄軍的騎兵和火槍。
十一月七日完全圍城，瓦薩物資管控令頒布之后，就出現了讓芬蘭人完全不能接受的事情。
男人們要在寒風之中，頂著瑞典人的羞辱和皮鞭挖掘戰壕，而他們的妻子和女兒，為了活命，還要鉆進瑞典人的被窩，失去寶貴的貞潔。更可恨的是，到處都是凍死餓死的人，而瑞典人沒有任何的憐憫。
短短的五天時間，一個謠言爆發，說瑞典人要餓死芬蘭人，拿他們的尸體當食物。芬蘭人就爆發了，手持鐵鍬和鋤頭的男人與瑞軍扭打在一起，惡瘋的芬蘭人，不管男女老幼，全都沖向了瑞典軍隊管控的倉庫，全城陷入了大混亂，也就是這個時候，沙皇彼得率領騎兵進城了。
失去組織的瑞軍進行了激烈的反抗，但在失去了工事防御之后，很快被擊潰，瓦薩之戰在一個白天結束，瑞軍戰死一千多人，四萬兩千多人被俘，在上個月被俄軍搶走所有財產的芬蘭人，此時爆發出了歡呼，以歡迎解放者的熱情歡迎俄軍，結果就是熱臉貼了冷屁股。
俄軍控制了倉庫，卻沒有向芬蘭人食物，而是用刺刀和子彈把他們驅逐出去，俄軍寧愿把食物分給成為俘虜的瑞軍，也沒有給芬蘭人哪怕一塊面包。
原因很簡單，彼得竭力爭取的勝利是為了結束戰爭，而結束戰爭唯一的方式就是談判，而在談判中，活著的瑞典士兵可以成為籌碼，而芬蘭人呢，卡爾十二世可不會在乎。
這個冬季，至少有六萬芬蘭人死于饑餓、嚴寒和俄、瑞兩軍的屠殺，被芬蘭人稱之為瓦薩慘案。這對于當時只有五十萬人的芬蘭民族來說，是無法漠視的民族仇恨，在此之后，芬蘭人掀起了民族解放運動，最終在第一次世界大戰后獲得了獨立。
瓦薩戰役之后，彼得派遣軍隊渡海再次進入瑞典境內，一路向南推進，與從海峽一帶渡海的軍隊一起，從東、北兩個方向夾擊斯德哥爾摩。
卡爾十二世獨木難支，只能困守，幸運的是，知道唇亡齒寒的普魯士，借助援助瓦薩集結部隊的良機，不顧嚴寒攻入了立窩尼亞，威脅圣彼得堡。
但北歐依舊進入了最嚴酷的冬季，瑞典元氣大傷，烏克蘭事實建國，普魯士占領大片領土，獲得了聲望，而彼得也希望和平，那么和平就該到來了。
瓦薩戰役的結果出來后，英法荷三國率先提出和平談判，停止戰爭，算是討了頭彩，但他們頂多算是倡導者，在至關重要的調停上，三國一致提議由帝國出面調停。
于是帝國榮親王李素出面，派遣使者前往莫斯科、斯德哥爾摩，詢問是否需要調停。但李素同時也向鎮北、西津兩地集結軍隊，原因很簡單，和平談判未必會實現和平，帝國絕對不能接受俄國占領斯德哥爾摩，如果談判失敗，明年春天，就立刻出兵。
參戰各方，只有瑞典一方拒絕調停，這是其他國家不愿意看到的。沙皇甚至派人暗示李素，卡爾十二世是一個傲慢的人，如果讓俄軍攻破斯德哥爾摩，或許他能冷靜下來，坐到談判桌前。