Основные статьи: Русско-турецкая война 1710—1713, Прутский поход (1711)
После поражения в Полтавской битве шведский король Карл XII укрылся во владениях Османской империи, городе Бендеры. Пётр I заключил договор с Турцией о выдворении Карла XII с турецкой территории, однако затем шведскому королю позволили остаться и создавать угрозу южной границе России при помощи части украинского казачества и крымских татар. Добиваясь высылки Карла XII, Пётр I стал угрожать войной Турции, но в ответ 20 ноября (1 декабря) 1710 года султан сам объявил войну России. Действительной причиной войны явились захват русскими войсками Азова в 1696 году и появление русского флота в Азовском море.
Война со стороны Турции ограничилась зимним набегом крымских татар, вассалов Османской империи, на Украину. Россия повела войну на 3 фронта: войска совершили походы против татар на Крым и на Кубань, сам Пётр I, опираясь на помощь правителей Валахии и Молдавии, решил совершить глубокий поход до Дуная, где надеялся поднять на борьбу с турками христианских вассалов Оттоманской империи.
6 (17) марта 1711 года Пётр I выехал к войскам из Москвы с верной подругой Екатериной Алексеевной, которую повелел считать своей женой и царицей (ещё до официального венчания, произошедшего в 1712). Армия перешла границу Молдавии в июне 1711, но уже 20 (31) июля 1711 года 190 тысяч турок и крымских татар прижали 38 тысячную русскую армию к правому берегу реки Прут, полностью окружив её. В, казалось бы, безвыходной ситуации Петру удалось заключить с великим визирем Прутский мирный договор, по которому армия и сам царь избежали пленения, но взамен Россия отдала Азов Турции и потеряла выход к Азовскому морю.
С августа 1711 года боевых действий не велось, хотя в процессе согласования окончательного договора Турция несколько раз угрожала возобновить войну. Только в июне 1713 был заключён Адрианопольский мирный договор, который в целом подтвердил условия Прутского соглашения. Россия получила возможность продолжать Северную войну без 2-го фронта, хотя и потеряла завоевания Азовских походов.
Движение России на восток
Портрет Петра I, 1717 года
Экспансия России на восток при Петре I не прекращалась. В 1716 году экспедиция Бухгольца на месте слияния Иртыша и Оми основала Омск, выше по течению Иртыша: Усть-Каменогорск, Семипалатинск и другие крепости. В 1716—1717 годах в Среднюю Азию был отправлен отряд Бековича-Черкасского с целью склонить хивинского хана к подданству и разведать путь в Индию. Однако русский отряд был уничтожен ханом и план завоевания среднеазиатских государств не был осуществлён при его правлении. В правление Петра I была присоединена к России Камчатка. Пётр запланировал экспедицию через Тихий Океан в Америку (собираясь основать там русские колонии), но осуществить задуманное не успел.
Каспийский поход 1722—1723
Основная статья: Персидский поход (1722-1723)
Наиболее крупным внешнеполитическим мероприятием Петра после Северной войны был Каспийский (или Персидский) поход в 1722—1724 годах. Условия для похода создались в результате персидских междоусобиц и фактического распада некогда мощного государства.
18 (29) июля 1722, после обращения за помощью сына персидского шаха Тохмас-мирзы, из Астрахани по Каспию отплыл 22-тысячный русский отряд. В августе сдался Дербент, после чего русские из-за проблем с провиантом вернулись в Астрахань. В следующем 1723 был завоёван западный берег Каспийского моря с крепостями Баку, Рештом, Астрабадом. Дальнейшее продвижение было остановлено угрозой вступления в войну Османской империи, которая захватывала западное и центральное Закавказье.
12 (23) сентября 1723 года был заключён Петербургский договор с Персией, по которому в состав Российской империи включалось западное и южное побережье Каспия с городами Дербент и Баку и провинциями Гилян, Мазендеран и Астрабад. Россия и Персия также заключили оборонительный союз против Турции, который, однако, оказался недействующим.
По Константинопольскому договору от 12 (23) июня 1724 года Турция признавала все приобретения России в западной части Каспийского моря и отказывалась от дальнейших притязаний на Персию. Стык границ между Россией, Турцией и Персией был установлен на месте слияния рек Аракс и Кура. В Персии смута продолжалась, и Турция оспорила положения Константинопольского договора прежде, чем граница была точно установлена.
Следует отметить, что вскоре после смерти Петра эти владения были потеряны в связи с высокими потерями гарнизонов от болезней, и, на взгляд царицы Анны Иоанновны, бесперспективностью региона.