Генерал-фельдцейхмейстер дорожил каждым солдатом, болезненно воспринимая любые попытки использовать не по назначению пушкарей, в которых он не без основания видел своего рода элиту русской армии, и приданные к артиллерии части.

В 1703 г. Брюс участвовал в закладке Петропавловской крепости, а затем участвовал в осаде Копорья. При этом гарнизон крепости сдался после пятидневного артиллерийского обстрела. 23 мая над Копорьем был поднят русский флаг.

В 1704 г. Брюс командует артиллерией при осаде Нарвы и Иван-города. В 1706 г. генерал-поручик Я. В. Брюс руководит артиллерией в победоносном для России сражении при Калите. За эту победу он удостоился польского ордена Белого Орла. В придачу царь пожаловал Брюсу золотую медаль со своим портретом, осыпанным бриллиантами. Подобные знаки монаршей милости весьма высоко ценились.

Конец 1706 г. русская армия встретила на зимних квартирах в Жолкве (Жолкиеве). Сюда в феврале 1707 г. явилось польское посольство с жалобами на плохое исполнение русскими своих союзнических обязательств перед Польшей. Тогда генералу впервые пришлось ощутить себя в роли дипломата и удалось приобрести тот неоценимый опыт, который ему впоследствии так пригодился на переговорах со шведами.

Литовцы и поляки постоянно жаловались на притеснения со стороны русских войск, на чрезмерные поборы продовольствием и фуражом, а то и откровенный казачий и калмыцкий грабеж. Чтобы пресечь подобные инциденты, а главное, успокоить союзников, была создана совместная комиссия, которую с русской стороны возглавил Яков Брюс. Комиссия детально разобралась в спорных проблемах, Брюс неоднократно обращался к царю за решением тех или иных вопросов. В конце концов, страсти удалось потушить.

В 1707 г. шведская армия начала свой «русский поход». В этот период Яков Виллимович занимается возведением укреплений на пограничных рубежах, курирует работу металлургических предприятий, занимается вопросами обучения артиллеристов. От этого периода Северной войны сохранилась не слишком обширная переписка Петра и Брюса. Малочисленность писем не должна вводить в заблуждение: Брюс практически постоянно находился в армии, при Петре, и им не было нужды переписываться. В редкие же моменты, когда Брюс выполнял поручения вдали от армии, когда сам царь из-за своих хронических заболеваний, связанных с не слишком чистоплотным и здоровым образом жизни, был не в состоянии выехать к войскам, появлялись, к примеру, письма Петра, подобные этому, датированному 31 октября 1708 г.: «Письмо ваше из Глухова, сего числа писанное, до нас дошло, в котором пишете вы, что около оного места поля ровные, лесу зело мало. Того ради надобно вам съездить подале и осмотреть места от Глухова милях в трех, а имянно в тех местах, которые подались к нашим городам, к Севску и протчим, где есть удобные места к обороне, також и леса. И, осмотря, приезжай к нам сам».

Брюс выезжал на рекогносцировки местности и вместе с царем. На одной из стоянок русской армии (в украинских Горках, после головчинского сражения) он собственноручно разработал в присутствии Петра образец скорострельного зарядного ящика. В Москве впоследствии изготовили 50 таких ящиков. И все время он успевал читать и переводить научные труды, занимаясь математическими и астрономическими исследованиями.

Вместе с царем он участвовал в знаменитой битве при Лесной 28/29 сентября 1708 г., командуя левым флангом корволанта. За эту победу, впоследствии названную «матерью Полтавской баталии», генерал-поручик получил в награду 219 дворов крепостных крестьян.

Полтавская битва. Петер Иоганн Непонук. Литография 1860 г.

Безотлучно находясь при главной квартире, Яков Виллимович постоянно заботился о своевременном обеспечении армии орудиями и боеприпасами. К лету 1709 г. стало ясно, что генерального сражения не избежать. Авторитетнейший историк Е. В. Тарле, анализируя события Северной войны, подчеркивал, что, собственно, план Полтавской баталии был основан на так называемом «простейшем мнении» Якова Брюса, поданном «в обозе при Полтаве» 4 июня 1709 г. на военном совете, собранном Петром в день его прибытия к войскам.

Им говорилось «о необходимости перейти через Ворсклу с 8 или 10 тыс. пехоты, выше Полтавы, и устроить там ретраншемент, снабдив его не только пехотой, но и конницей. Это учинит неприятелю «великое помешательство». В случае нападения шведов на Полтаву или на ретраншемент — посылать подмогу в помощь атакуемым и если придется, то «прочим всем» неприятеля атаковать.

Если атаке подвергнется Полтава, то помощь посылать из ретраншемента, а если атакуют ретраншемент, то посылать из главного («большого») корпуса 10 батальонов на помощь. А если неприятель атакует шанцы, «то как всем, обретающимся в транжементе» (ретраншементе), так и коннице, стоящей ниже города, напасть на неприятеля.

«Петр расширил и углубил этот план, — отмечает Тарле, — и у него переход через Ворсклу знаменовал наступление момента генерального сражения».

Главную ставку в этом решающем сражении царь сделал на укрепления и артиллерию. Русская артиллерия в Полтавском сражении состояла из одного артиллерийского полка 6-ротного состава, насчитывавшего по штату 362 чел. и 36 орудий.

При пехотных полках находилось 53 орудия полковой артиллерии (дивизия Алларта — 13, Репнина — 10, Меншикова — 10, бригада ездящей пехоты — 20), обслуживаемых 186 артиллеристами. В распоряжении драгунских полков находилось 13 2-фунтовых орудий, перевозившихся в конной упряжке. Каждое такое орудие обслуживали 1 канонир и 2 фузилера.

Артиллерия располагала большим запасом пороха и снарядов. Так, на каждое 3-фунтовое орудие имелось по 50 зарядов картечи и 138 ядер. Русская армия вступила в бой, имея в своем распоряжении 102 орудия. На начальном этапе сражения 87 орудий находились в укрепленном лагере. На втором, главном, этапе схватки на поле боя вели огонь 55 полковых и 13 конных орудий.

П. А. Кротов на основании новых, открытых им архивных документов приводит следующий состав русской артиллерии, сосредоточенной у Полтавы: 32 полевых, 37 полковых, 20 — гвардейской бригады, 17 драгунских орудий и 20 пушек-мортир (для стрельбы 3-фунтовыми ядрами и 6-фунтовыми гранатами), то есть 126 артиллерийских стволов.

Уже при штурме редутов шведы понесли ощутимые потери. А когда часть пехоты во главе с генералом графом А. Л. Левенгауптом попыталась атаковать ретраншемент, генерал-фельдцейхмейстер Я. В. Брюс специально подпустил шведскую пехоту на дальность картечного огня (200–300 шагов). Только после этого 87 орудий русской артиллерии, находившейся в укрепленном лагере, открыли огонь. За стеной образовавшегося дыма шведы в течение 45 минут могли двигаться навстречу выстрелам, но ближе 64 метров так и не смогли подойти. Жестокость потерь заставила шведских генералов около 6 часов утра отозвать атакующих, отмечают Н. Павленко и В. Артамонов.

На генеральном этапе сражения русская артиллерия буквально выкашивала ряды вражеской армии, что и привело в итоге к ее разгрому.

Якову Брюсу была пожалована высшая награда России — орден св. Андрея Первозванного и, как водится, крупное поместье. Это вознаграждение было совершенно заслуженным.

В 1710 г. Яков Брюс участвовал во взятии Риги и Кексгольма, а затем отправлен с дипломатической миссией в Польшу. Россия готовилась к новой войне с Турцией и искала союзников для участия в этой кампании.

29 мая 1711 г. в Яворове Яков Брюс, среди немногих приближенных, присутствует на негласной церемонии бракосочетания Петра и Екатерины. Начинался бесславный Прутский поход 1711 г., после которого Россия надолго лишилась всех своих территориальных приобретений на Черном и Азовском морях. Вступившие в турецкие пределы русские войска располагали 122 орудиями. Брюс жаловался Шереметеву, что многие артиллеристы «уже не ели ничего дней по пяти и по шти (шести)».