В августе 1700 года Россия вступила в войну против Швеции — в Великую Северную войну. После сокрушительного поражения в начале компании (Нарвской конфузии), практически весь 1701 год, русский царь Пётр, пользуясь затишьем на русско-шведском фронте, восстанавливает и совершенствует армию. Сентябрь 1701 года: генерал-фельдмаршал Шереметьев начинает боевые действия в Прибалтике.

В течение 1701—1703 годов, пользуясь недостаточным вниманием Карла XII к происходящему в Прибалтике, русские войска одерживают ряд побед над шведами, Пётр I основывает Санкт-Петербург и практически полностью контролирует территорию Чудского озера.

Шведская озёрная флотилия под командованием адмирала Лошера в 1702—1703 годах опустошает русские берега Чудского озера и топит в нём русские суда. На зимовку, по окончании летней навигации, шведская флотилия уходила по реке Омовже в крепость Дерпт.

Весной 1704 года русский отряд под командованием генерал-майора Карла Вердена в засаде на реке Омовже захватывает большую часть кораблей шведской флотилии Лошера, выходящей на летнюю навигацию. Естественным завершением борьбы за Чудское озеро Петру I виделось взятие Дерпта.

Вечером 4 июня под Дерптом появился авангард армии фельдмаршала Шереметьева. Дерпт к приходу русских был укреплен сравнительно слабо, не было окончено строительство земляных бастионов. До начала июля русские под управлением майора Коберта вели осадные работы, осуществлялась и бомбардировка крепости. Вооружение крепости состояло из 84 пушек, 18 мортир, 6 гаубиц и 16 дробовиков. Гарнизон состоял из 5 тысяч человек под командованием полковника Шютте.

9 июня к Дерпту подошли основные силы русских вместе с Шереметьевым. Непосредственно осаду города вели пять драгунских полков общей численностью 4975 человек и шесть пехотных полков численностью 5702 человек. Вместе с ними прибыло 55 орудий и 159 человек прислуги. Всего же в районе Дерпта силы русских превышали 21 тысячу человек.

План осады Дерпта русскими войсками в 1704 году

Бомбардировка крепости началась 10 июня. Русские осадные батареи расположились по обоим берегам реки Омовжи. 2—3 июля под Дерпт озером прибыл царь Пётр и взял управление войсками на себя. В районе Дерпта к тому моменту насчитывалось более 20 000 русских солдат, хотя непосредственно в осаде и штурме крепости участвовало лишь около 10 000 человек.

6 и 7 июля русские из 24 пушек и 11 мортир обстреливали Русские ворота, снеся до основания башню над ними. В ночь на 10 июля русские провели траншеи от ворот Святого Якова до Пороховой башни, приблизившись, таким образом, к пункту атаки с двух сторон.

Возможно, прибытие Петра не было вызвано недовольством от затягивания осады Шереметьевым, а изначально планировалось к завершению подготовительных работ. В любом случае, по прибытии царя интенсивность артиллерийского обстрела крепости и траншейных работ резко возросла. Основным направлением атаки были выбраны ветхие Русские башенные ворота и южная стена крепости, перед которыми, правда, расстилалось болото. Восточной, Пороховой, башне предстояло быть второстепенной целью атаки.

В период с прибытия Петра к Дерпту и до 12 июля продолжалась подготовка к штурму крепости — в частности, огнём орудий была сильно повреждена башня Русских ворот и сделано несколько проломов в южной стене.

К вечеру 12 июля уже все было готово для штурма. Напротив Русских ворот, под прикрытием дыма от загоревшегося на шведском берегу дровяного склада, русские наскоро возвели мост через Омовжу.

В ночь с 12-го на 13 июля был назначен штурм. Шведы ожидали ночной атаки. После артиллерийского обстрела крепости русские гренадёры в количестве менее 300 человек, гася болото фашинами, подобрались к равелину, защищавшему Русские ворота, и вступили в огневой контакт со шведами. На помощь им по фашинным «проходам» в болоте были брошены подкрепления — около 400 солдат. Во 2-ом часу ночи, для развития успеха, по скрытно проложенному через Омовжу мосту к Русским воротам было брошено еще более 1.5 тыс. стрелков. Превосходящими силами русских шведы были выбиты из равелина; 6 брошенных шведских пушек были использованы для обстрела крепости. Огнём этих орудий были разбиты Русские ворота, несмотря на яростное противодействие шведов захвачена была и Пороховая башня. Штурм длился семь часов подряд.

План осады Дерпта русскими войсками в 1704 году

После захвата Русских и Пороховых ворот комендант Дерпта полковник Шютте решил сдать крепость русским. Однако бой между сторонами вёлся столь яростно, стрельба стояла столь оглушительная, что отправляемые комендантом играть «шамад» (сдачу) барабанщики гибли безрезультатно; так, один за другим, погибло 4 шведских барабанщика. Более успешно о сдаче крепости возвестил трубач с замковой башни. Наконец, около часу дня 13-го июля, после примерно 10-ти часов сражения, гарнизон Дерпта капитулировал.

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. При выходе шведов из крепости царь Пётр вернул им офицерские шпаги и часть ружей.

После ухода шведов Пётр I торжественно вошёл в Дерпт. Крепость оказалась богата трофеями. 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. Отпраздновав взятие «праотеческого города Юрьева», Пётр I отбыл под Нарву.

Это была одна из первых серьёзных побед русского оружия под непосредственным управлением Петра I на европейском театре военных действий. Взятием Дерпта (и последовавшим за тем взятием Нарвы) царь обезопасил Чудское озеро от появления в нём шведских кораблей и, в целом, упрочил российское присутствие в Прибалтике.

Для России начала XVIII века, в отличие от Швеции, крепость Дерпт не представляла большого значения. В 1708 году Пётр I, из того опасения, что Карл XII может отбить у него Лифляндию, приказал срыть крепостные укрепления Дерпта. После заключения Ништадтского мирного договора крепость была восстановлена.