Капітуляція армії Карла XII під Переволочною стала завершенням української кампанії для шведської сторони. До Дніпра військо дісталося 29 червня 1709 року і виявило вщент зруйновану фортецю та відсутність засобів переправи. Зусиллями запорізьких козаків Карл XII, І. Мазепа, їхнє оточення та частина союзного війська були переправлені через річку. Після підходу до Переволочної московських військ на чолі з О.Меншиковим (понад 19 тисяч) частина шведської армії (понад 14 тисяч) капітулювала, при цьому генерал А.Левенгаупт, який командував шведами, видав московитам своїх союзників-козаків. На очах у шведських полонених відбулися масові страти мазепинців, на яких московити полювали по всій окрузі. Після відступу через дикий степ у супроводі провідників-запорожців військові підрозділи, очолювані Карлом XII та І.Мазепою, з дозволу турецького уряду облаштувались на околиці Бендер.
Гетьман України І. Мазепа помер 22 вересня 1709 року.
Його наступником, гетьманом в еміграції, став П.Орлик. Він не тільки поновив угоди з Кримом і Швецією, а й уклав 5 квітня 1710 року Договір між Гетьманом та Військом Запорізьким. Цей документ був підсумком тривалого розвитку державно-правової думки в Україні й увійшов в історію під назвою «Правовий уклад та Конституції відносно прав і вольностей Війська Запорізького». Найчастіше її називають «Конституцією Пилипа Орлика», задовго до класичної американської вона проголосила пріоритет демократичних принципів. Усе своє подальше життя П.Орлик зі своїми однодумцями (серед них – чимало полтавців) присвятили боротьбі за здобуття Україною незалежності.
У підмосковській Україні після Полтавської битви гетьманом остаточно був затверджений І.Скоропадський. Цар Петро І відмовився від традиційної практики укладення двосторонніх договорів із гетьманським урядом. І.Скоропадський отримав так звані «Решетилівські статті», які залишали за Україною лише номінальні автономні права.
У Полтавському полку після червневих подій 1709 року було повністю змінено всю вертикаль полково-сотенної старшини, яка активно чи співчутливо поставилася до виступу І. Мазепи.
Після Полтавської битви Велика Північна війна тривала ще дванадцять років.
Однією з маловідомих сторінок другого періоду війни був так званий «Прутський похід» Петра І у 1711 році. Він став наслідком вступу Османської імперії у війну проти Московії. Висока Порта була занепокоєна посиленням позицій Петра І після Полтави. Війна з Туреччиною та її союзниками закінчилася для Московії військовою катастрофою і підписанням принизливого миру, за яким цар змушений був віддати туркам Азов, Таганрог, Кам’яний Затон і визнати гетьманом Правобережної України П.Орлика. Хоча основні вимоги Прутського миру стосовно України так і не були виконані, позиції Московії в регіоні суттєво послабилися. Водночас інтереси свого союзника Карла XII турецька дипломатія проігнорувала, внаслідок чого Петро І повністю переключився на завоювання Балтики.
Другий період війни характеризується поверненням до Польщі Августа II; поновленням його союзу з Петром І; вступом у війну зі Швецією Данії, Пруссії та Ганновера; витісненням шведів з їхніх володінь поза Скандинавським півостровом; морською війною та десантами росіян на узбережжя Швеції. Протягом 1716-1718 років шведи здійснили два походи до Норвегії. 30 листопада 1718 року під стінами норвезької фортеці Фредрікстен був убитий Карл ХІІ.
Через значні військові втрати Швеція змушена була підписати мирний договір із противником. Це сталося 30 серпня 1721 року в м. Ніштадт. За умовами договору Росія не тільки отримала вихід до Балтійського моря, а й контроль над значною частиною цього регіону. Вона перетворилася на велику імперію, яка згодом поглинула Україну, Польщу, Крим та Фінляндію.
В експозиції зали представлений картографічний та ілюстративний матеріал про другий період війни, її наслідки для України та інших держав. Медалі Петра І за перемогу у Полтавській битві, медальйони на честь перемог у військових змаганнях на морі є зразками потужної інформаційної кампанії, котру проводив московський цар з метою прославлення своїх дій і донесення відомостей до найвіддаленіших земель. Документи тієї доби знайомлять із політико-правовими актами після полтавського періоду в історії України. Відтворено фрагмент палуби військового корабля початку XVIII ст. і представлено зброю того часу.
