Наиболее точные сведения в отечественной историографии приводятся Н.Павленко в его работе "27 июня 1709 г." -- 8430 человек при 37 орудиях. Шведские историки Карлссон, Норденсван и эстонский историк Сепп указывают численность армии короля в 10537 человек при 37 пушках. Однако по данным Густава Адлерфельта, армия шведского короля на последней стоянке в 10 верстах от Нарвы состояла из 5300 пехотинцев и 3130 кавалеристов при 37 орудиях, то есть 8430 человек.
Шведская армия состояла из 21 батальона пехоты и 47 эскадронов кавалерии.
Прибытие 18 ноября в лагерь осаждающих кавалерии Шереметева, усилило разброд и сумятицу среди русского командования. Герцог де Кроа приказал привести войска в боевую готовность и поставить их в одну линию между внешней и внутренней линией укреплений. Таким образом, русские войска, растянувшись на семь верст по длине укрепления в тонкую линию без резерва должны были ждать противника. Было приказано от каждого полка выставить боевое охранение для "бережения от шведов". Однако это распоряжение было проигнорированно командирами многих русских полков, что дало возможность шведской разведке беспрепятственно измерить глубину рвов и высоту валов русских укреплений.
Ночью 19 ноября шведская армия, соблюдая полную тишину, выступила к русскому лагерю. Около 10 часов утра день прояснился и русские увидели ряды шведов. "При звуках труб и литавр, двумя пушечными выстрелами шведы предложили сражение."(34)
Русское командование не ответило на вызов шведов, а собрало военный совет у фельдмаршала де Кроа. Шереметев, указывая на растянутость оборонительных позиций и отсутствие резервов, предложил оставить часть войск в лагере для наблюдения за гарнизоном, а остальные войска вывести в поле и дать сражение.
Это единственно правильное решение было отвергнуто другими генералами во главе с де Кроа, который мотивировал тем, что русские не смогут противостоять шведам в открытом бою. На совете было решено оставаться на месте. Пассивное поведение русского командования полностью передало инициативу в руки шведского короля.
Карл XII, в отличии от русских генералов, обладал всеми необходимыми данными о численности и расположении войск противника, его укреплениях и количестве артиллерийских орудий. Проведя рекогносцировку, король установил, что наиболее сильно был укреплен центр русской позиции. Поэтому главный удар решено было направить против флангов русских войск. Карл стремился прижать русских к крепости и сбросить их в Нарову.
По данным Густава Адлерфельта шведская армия состояла из следующих частей кавалерии и пехоты: корпуса Лейб-драбантов, Абосского рейтарского полка, Граттенфельда драгунского полка, рейтарского полка Ребинга, драгунского полка Гастфера, финского дворянского эскадрона, Делакарлийского пехотного полка, лифляндского полка Тизенгауза, Вестманладского пехотного полка, эстляндского эскадрона дворянского знамени, Нёрке-Вермландского пехотного полка, Нюландского и Карельского рейтарского полков, Лейб-гвардии пешего полка, Хельсингенского и Нюландского пехотных полков и Лейб-регимента.
Подразделения шведской армии из-за отставших и заболевших были малочисленны.
Русское командование, да и шведские генералы, не ожидали, что Карл XII, не дав отдохнуть своим солдатам и не дождавшись подхода основных сил, бросит свои войска в атаку. Шведская артиллерия под командованием генерал-фельдцехмейстера барона Ю. Шёблада заняла позиции на холме Германесберг, напротив центра русской позиции.
Для атаки правого фланга русских была выделена колонна генерала Веллинга в составе 11 батальонов пехоты и 24 эскадронов кавалерии. На левом фланге, должны были наступать части генерала Реншильда, разделенные на три колонны в составе 10 батальонов. Впереди каждой колонны шли 500 гренадер с фашинами. При особе короля находился корпус Лейб-драбантов.
Король предусмотрел выделение резерва силой в 12 эскадронов.
Артиллерия была разделена на две части, согласно двум объектам атаки.
Русское командование, передав инициативу в руки энергичного шведского короля по сути дела предрешило исход сражения.
В два часа пополудни шведы под прикрытием артиллерийского огня и начавшегося снегопада, бившего в лицо русским, ринулись в атаку. Гренадеры, шедшие в голове колонн, забросали ров фашинами и, взойдя на вал, вступили в схватку с русскими солдатами. Быстрота, натиск и слаженность действий шведских солдат сделали свое дело -- им удалось ворваться в русский лагерь. В русских полках началась паника. Конница Шереметева обратилась в бегство, бросившись в реку Нарову. Сам Шереметев спасся, но более 1000 человек из состава его отряда потонули в реке. Русская пехота, вместо оказания сопротивления, искала спасение в бегстве. Крики "Немцы -- изменники!" ещё более усилили панику. Началось избиение офицеров-иностранцев. Солдаты бросились к единственному пантонному мосту у острова Кампергольм. Мост от большого скопления народа рухнул, солдаты стали тонуть.
Офицеры-иностранцы во главе с герцогом де Кроа, спасаясь от солдатского возмущения, сдались в плен.
В тыл русской армии нанес удар и гарнизон Нарвы.
Не все полки бежали в беспорядке с поля боя. На правом фланге гвардейские полки с присоединившимися к ним солдатами ряда полков дивизии Головина, огородившись повозками и рогатками, оказали ожесточеннейшее сопротивление наступающим шведским частям.
На левом фланге дивизия Вейде также стойко отбивала все атаки шведов. Колонна шведских войск под командованием генерала Реншильда была расстроена метким огнем русских гвардейцев. К месту боя прибыл Карл XII, но он не мог сломить силу сопротивления русской гвардии, несмотря на то, что "ободренные присутствием государя, шведы несколько раз бросались в атаку; но тщетно: огородив себя повозками артиллерийского парка, русские были непоколебимы и отразили все усилия неприятеля. Наступившая ночь прекратила битву."(35)
Русские историки, говоря о Нарвском сражении указывают, что именно эта победа короля определила его пренебрежительное отношение к русским.
Это не так, ибо эпизод боя русских гвардейских полков отмечен в историографии знаменитой фразой Карла XII, обращенной к генералу Реншильду: "Каковы мужики!"
Наступившая ночь усугубила беспорядок как в рядах русских так и шведских войск. Некоторые части шведской пехоты, ворвавшись в русский обоз перепились, а два батальона в темноте приняв друг друга за врагов вступили между собой в бой.
Карл XII прекрасно понимал, что победа может ускользнуть у него из рук, т.к. силы армии были слишком малы. Русские войска, даже не считая убитых, раненых, пленных и бежавших с поля боя, по своей численности превосходили шведов. Правда связь между правым и левым флангом русских войск отсутствовала.
При сложившихся обстоятельствах оставшиеся представители русского генералитета -- Л.Ф. Долгоруков, А.И. Головин, И.И. Бутурлин, царевич Александр Имеритинский приняли решение о капитуляции.
Генерал Вейде также послал парламентера к генералу Веллингу с предложением о сдаче на разумных условиях.
Генерал Долгоруков выговорил свободный отход русских войск на правый берег с оружием, знаменами, но без артиллерии и обоза. Дивизия Вейде капитулировала лишь утром 20/21 ноября после двукратного приказа князя Долгорукова сдаться, на условиях свободного прохода на свой берег без оружия и знамен. Шведские саперы всю ночь с 19/20 на 20/21 ноября помогали русским наводить мост. Утром 20/21 ноября русские войска покинули шведский берег реки Наровы. В нарушение условий капитуляции Карл XII удержал в плену 700 русских офицеров, из них 10 генералов. Шведам достались богатые трофеи: 145 орудий, обоз и множество знамен. Потери русской армии составили около 6-7 тыс. человек убитыми, ранеными и утонувшими. Потери шведов составили около 1700 человек убитыми и ранеными. Не следует забывать что часть русских солдат дезертировала и погибла от голода и холода.
21 ноября король вступил в Нарву, где тотчас пожаловал полковнику Горну звание генерал-майора.
Таким образом русская армия потерпела тяжёлое поражение, показавшее её неподготовленность к ведению войны с регулярными европейскими войсками -- шведами.
Русские северо-западные границы оказались под угрозой вторжения.
Почему же Карл XII не воспользовался сложившейся для него благоприятной ситуацией?
Как указывают русские и шведские историки, король был готов к продолжению русского похода, однако его генералы указали Карлу XII на трудности похода и сильную усталость войск.
Другой причиной, которую стараются не упоминать отечественные историки были последствия голода и неурожая 1695-1697 гг. в Прибалтике. Эстляндия не могла прокормить королевскую армию и обеспечить ее необходимыми запасами фуража и провианта.
Правда 21/22 ноября 1700 г. Карлу XII удалось захватить на реке Нарове транспорт русских судов со значительным запасом провианта, а в Ямах большой русский магазин с зерном, но этого было явно недостаточно. Карл XII 2/З декабря 1700 г. опубликовал грамоту на русском языке, в которой он призывал русских крестьян привозить нужные товары в шведский лагерь. Однако это обращение должного эффекта не имело.