Изначально Петру Первому советовали сосредоточить усилия на штурме и взятии Иван-города, но он остался верен ранее принятому решению и пришёл к Нарве. Здесь работали деятельно и неутомимо преимущественно Преображенские солдаты под начальством полковника Карпова. Дело было многотрудное: против бастиона Гонор русские подошли к самому гласису; шведы не давали им покоя, непрестанно палили из орудий, нередко производили сильные вылазки и едва не захватили в плен значительного отряда, который окружили уже со всех сторон; прибежавшие из лагеря войска отбили Преображенцев, но человек 16 выбыло из строя; храбрый Карпов, ознаменованный ранами при штурме Нотебурга, убит ружейным выстрелом близ Нарвы, во время перемены караулов, вечером 23-го июля. Русские, однако ж, удержались в апрошах, и привоз осадной артиллерии изменил все дело.

Еще 1-го июля пришли в Нарову из Петербурга Балтийским морем в 8 дней мелкие суда с ядрами, бомбами и другими военными припасами: они держались берега, под конвоем 10-ти пушечной шхуны, и благополучно миновали шведский флот. Недели через полторы привезена наконец осадная артиллерия: пушки, мортиры, гаубицы. Их поставили на приготовленных батареях по правому берегу Наровы, преимущественно против бастионов Виктория и Гонор. Осадными работами и стрельбой заведовали бомбардиры. Бомбардирование началось 30-го июля, в воскресенье. После литургии, по сигналу тремя пушечными выстрелами, раздался залп из 46 пушек и 15 мортир по обоим фасам бастиона Виктория; впоследствии число орудий увеличилось до 100. Из пушек палили днем; из мортир день и ночь.
Канонада продолжалась десять суток: в первые брошено в Нарву 905 бомб, в последние - 1.027; всего же - 4.627. В городе обнаруживались неоднократные пожары; даже взлетел на воздух цейхгауз "с превеликим огнем и треском от бомб и гранат" но комендант Горн был непоколебим.
В восьмой день бомбардирования, в воскресенье, 6-го августа, в 10 часу утра, во время литургии, от многого метания бомб осел фас каменного бастиона Гонор; земляной бруствер обвалился в ров. Фельдмаршал Огильви после полудня отправил в Нарву бывшего Дерптского коменданта Скитте уверить Горна, какая милось оказана Дерптскому гарнизону, и в то же время послал к нему с барабанщиком письмо, убеждавшее к сдаче. Горн не хотел видеться со Скитте; на письмо же обещал прислать ответ в следующий день, между тем требовал перемирия.
Огильви не согласился и вечером через полковника Похвиснева уговаривал Горна сдаться на капитуляцию, не ожидая приступа, по примеру Нотебурга, Ниеншанца и Дерпта. "Сам Господь Бог разрушил бастион Гонор", писал Огильви; "путь к приступу открыт и гарнизону нет никакой надежды на сикурс. Государь обещает милость и честный аккорд; если же дело дойдет до штурма, Нарве не будет пощады". Канонада, между тем, продолжалась по прежнему; русские войска приблизились до самого рва.
На другой день, 7-го августа, Горн прислал ответ, что без королевского повеления сдать крепость не может. "Мы все уповаем на справедливость Господа Бога. Он за правое дело вступится, и могущественная десница Его, при высоком мужестве королевского величества, при храбрости войска, освободит Нарву, как и прежде". Отдавая письмо, комендант произносил "хульные слова".
В русском лагере собралась воинская дума для суждения о приступе; решено штурмовать Нарву 9-го августа. Главное распоряжение поручено фельдмаршалу Огильви. Он назначил три штурмовые колонны: генерал-поручику Шенбеку велено было ворваться в бастион Виктория, где обнаружилась брешь; генерал-майору Чамберсу*) двинуться к обвалившемуся бастиону Гонор; в этой колонне была гвардия; генерал-майору Шарфу - к равелину против бастиона Глория. Штурмовые лестницы скрытно перенесены в апроши 8-го августа, под жесточайшею канонадою; против бастиона Виктория, у самого контрэскарпа поставлена четырехпушечная батарея для стрельбы во время приступа. Ночью на 9 августа посланы в апроши назначенные к штурму гренадеры, и в ров бастиона Гонор - с лестницами солдаты, бывшие в бегах.
В 2 часа пополудни 9-го августа, по лозунгу из 5 мортир, колонны двинулись на штурм: шведы оборонялись упорно, под брешью взорвали подкоп, а с высоты вала скатывали штурмовые бочки; но ничто не могло остановить русских: в 3/4 часа они ворвались в Нарву. Рядовой гренадер л.-гв. Преображенского полка с 1700 по 1732 г.Чамберс с гренадерами Преображенского полка первым взошел на бастион Гонор; вслед за тем две другие колонны проникли через брешь и равелин. Шведы бросились в каменный старый город, поспешно затворив ворота. Но комендант, видя, что дело проиграно, приказал барабанщикам бить сдачу, в надежде на капитуляцию, и сам ударил кулаком в барабан. Русские ничего слышать не хотели, быстро взошли на высокую стену старого города, разломали ворота, достигли самого замка и едва не ворвались в Иван-город. Кровопролитие было страшное: не было пощады ни женщинам, ни детям. Из 4.500 человек шведского гарнизона осталось не более 1.848; прочие перебиты, наиболее 9-го августа.