Шютте просил разрешить гарнизону выход «с литаврами, с трубами и со всею музыкою», с распущенными знаменами, шестью пушками, всем огнестрельным оружием и месячным запасом продовольствия. Царь от имени фельдмаршала отправил коменданту не лишенный иронии ответ: «Зело удивляется господин фельдмаршал, что такие запросы чинятся от коменданта, когда уже солдаты его величества у них в воротах обретаются и которые так озлоблены, что едва уняты».
В самом деле, подобные условия были уместны до штурма, а не тогда, когда осажденные лишились выбора. Все же царь разрешил гарнизону покинуть крепость с семьями, пожитками и запасом продовольствия, но без артиллерии. Победителям достались огромные трофеи: 132 орудия, 15 тысяч ядер, большие запасы продовольствия. Но и потери были достаточно велики: до 900 человек убитыми и 2500 ранеными. Осажденные потеряли около полутора тысяч человек убитыми.
Позже прекратила свое существование и сама крепость: в 1708 году Петр, опасаясь с возвращением Карла XII из Саксонии потерять Лифляндию, приказал срыть крепостные укрепления Дерпта, После заключения Ништадского мира он приказал ее восстановить. Лишь в 1772 году крепость окончательно упразднили.
Отпраздновав наскоро взятие «праотеческого города Юрьев», Петр сел на яхту и по реке Амовже, Чудскому озеру и реке Нарове добрался до крепости Нарва.
Еще 26 апреля 1704 года окольничий П.М. Апраксин с тремя пехотными полками и тремя ротами конницы (всего около 2500 человек) занял устье реки Наровы (при впадении реки Росоны). Предусмотрительность русского командования оправдалась: 12 мая шведский адмирал де Пру, подошедший к устью Наровы с эскадрой и транспортными судами, пытался доставить в Нарву подкрепление в количестве 1200 человек и запасы, но,встреченный огнем русских береговых батарей, вынужден был уйти в Ревель.
30 мая русская армия переправилась на левый берег реки Наровы и расположилась лагерем со стороны моря в пяти верстах от Нарвы. Позднее она заняла то самое место, которое уже занимала в 1700 году, примыкая флангами к реке у деревни Юала и близ острова Хампергольм. Четыре драгунских полка обложили собственно Нарву, два полка окружили Иван-город, а остальные войска расположились лагерем в трех верстах от крепости. П.М. Апраксин остался возле устья Наровы. Но русская армия не могла приступить к осаде до подвоза пушек и мортир. Командовал войсками в отсутствие Петра сначала генерал Шенбок, а с 20 июня – фельдмаршал Огильви.
В русской армии после подхода войск Шереметева и прибытия артиллерии насчитывалось до 45000 человек (30 пехотных полков и 16 конных) при 150 орудиях. Шведский гарнизон Нарвы состоял из 31/5 человек пехоты, 1080 конницы и 300 артиллеристов, всего 4555 человек при 432 орудиях в самой Нарве и 128 орудиях в Иван-городе. Комендантом был тот же мужественный и энергичный генерал Горн.
Вскоре после начала осады среди осажденных и осаждающих распространился слух, что на помощь Нарве идет из Ревеля корпус генерала Шлиппенбаха. В связи с этим Меншиков предложил Петру устроить «маскарад», то есть переодеть четыре полка в синие мундиры, чтобы они походили на шведов. Эти полки должны были изображать корпус Шлиппенбаха. Маскарадный отряд во главе с Петром двинулся к крепости. Их притворно атаковали осаждающие во главе с Меншиковым и князем Репниным. На помощь ряженым из крепости вышел небольшой отряд шведских драгун. Русские войска попытались отсечь шведов от крепости. Однако те быстро раскусили обман и в полном порядке отступили. Русским удалось взять в плен четверых офицеров и 41 солдата. Несколько шведов были убиты. Петр был в восторге и повсеместно хвалился своей викторией. Полковник Рен за эту операцию получил чин генерал-майора. Но, увы, в целом операция провалилась.
Началась правильная осада крепости. Русское командование решило захватить два северных бастиона крепости – Викторию и Гонор, которые простреливались как с правого, так и с левого берегов Наровы. Для отвлечения внимания противника была запланирована атака на Иван-город, а также имитация атаки ни южные бастионы Триумф и Фортуна. Первое заложение траншей для атаки на правом берегу реки Наровы последовало в ночь на 13 июня. В 750 метрах от бастиона Гонор был построен редут, от которого повели подступы к крепости и ход сообщения назад. В ночь на 16 и на 17 июня русские отрыли подступы на левом берегу Наровы, где в прошлую осаду была мортирная батарея. Осажденные противодействовали работам вылазками и артиллерийским огнем, но не могли остановить приближения подступов к крепости. 25 июня была начата атака на Иван-город. Апраксин, оставив возле устья один полк, с остальными войсками подступил к Иван-городу.
17 июля к Нарве из Дерпта прибыл Петр, 18 июля прибыла осадная артиллерия. 30 июля был открыт огонь с возведенных осадных батарей: с пушечной – по бастионам Виктория и Гонор, с мортирных – по внутренности атакованного фронта и городу. Непрерывный огонь батарей продолжался до 9 августа. До конца осады всего было выпущено 4556 бомб. 30 же июля из Дерпта прибыли пехотные полки, расположились напротив южных фронтов крепости и повели на них ложную атаку.
2 августа главная атака на левом берегу подступами приблизилась к бастиону Виктория. 6 августа была построена шестая батарея (№ 17) на гребне гласиса, чтобы сбить орудия с двойных фланков бастиона Виктория, защищавших подступ к бастиону Гонор. В этот же день обрушился левый фас бастиона Гонор, образовав пологий и широкий обвал. Фельдмаршал Огильви отправил тогда письмо коменданту Нарвы с предложением сдаться, не дожидаясь приступа.
Канонада, между тем, продолжалась. Русские войска приблизились ко рву. На следующий день, 7 августа, Горн прислал ответ, в котором говорилось, что он без королевского повеления сдать крепость не может. В виду такого ответа в русском лагере собрался военный совет, и решил штурмовать Нарву 9 августа. Командования войсками возлагалось на фельдмаршала Огильви. Он назначил три штурмующие колонны: генералу Шенбеку было приказано ворваться в бастион Виктория, где тоже была брешь; генералу Чемберсу – двинуться на обвал бастиона Гонор; генералу Шарфу – к равелину напротив бастиона Глория. Еще 8 августа штурмовые лестницы были скрытно поднесены в ближайшие подступы. Напротив бастиона Виктория, у самого контрэскарпа поставили четырехпушечную батарею для стрельбы во время штурма. В ночь на 9 августа в подступы ввели назначенных для штурма гренадер.
Штурм крепости начался по сигналу в 2 часа дня 9 августа 1704 года. Шведы упорно оборонялись, защищая вершины обвалов, подрывая мины и скатывая штурмовые бочки. Но это не остановило русских. Уже через 45 минут после начала штурма победители ворвались в Нарву.
Только тогда Горн приказал барабанщиком в знак сдачи ударить в барабаны. Однако рассвирепевшие русские солдаты не обращали на это внимания и кололи барабанщиков. Тогда сам Горн ударил в барабан. Тем не менее, русские продолжали убивать в городе всех, кто попадался под руку, не делая разницы между солдатами и мирными жителями.
Петр приказал навести порядок в городе и, сев на коня, обскакал нарвские улицы. По пути Петр лично заколол двух русских мародеров. Прибыв к ратуше, где собралась знать города, Петр увидел там Горна. Царь подбежал к генералу и влепил ему увесистую плюху. Петр кричал в гневе: «Не ты ли всему виноват? Не имея никакой надежды на помощь, никакого средства к спасению города, не мог ты давно уже выставить белого флага?»
Потом, показывая шпагу, обагренную кровью, Петр продолжал: «Смотри, эта кровь не шведская, а русская. Я своих заколол, чтоб удержать бешенство, до которого ты довел моих солдат своим упрямством».
Затем царь велел посадить Горна в тот самый каземат, где по распоряжению последнего содержались коменданты сдавшихся крепостей (Нотебургской – полковник Густав Вильгельм Шлиппенбах и Ниеншанской – полковник Полев).
16 августа без боя капитулировал гарнизон Иван-города. Неделя, предшествующая сдаче Иван-города, была посвящена выработке условий капитуляции. Комендант гарнизона подполковник Стирнстарль на приказание Горна сдать крепость ответил отказом на том основании, что Горн находится в плену и не волен выражать свои подлинные мысли. «Я считаю за стыд отдать по первому требованию крепость, врученную мне королем», – говорил Стирнстарль. Это была всего лишь бравада, так как лишенный запасов продовольствия гарнизон численностью в 200 человек, конечно же, обрекал себя на полное уничтожение. Офицеры гарнизона оказались благоразумнее коменданта, и все до единого согласились сдаться. Крепость капитулировала на условиях, продиктованных русскими: гарнизону разрешалось удалиться в Ревель и Выборг, но без артиллерии и знамен.