2-го марта 1697 года из Москвы выехал передовой отряд, через неделю – основной состав посольства. Вместе со свитой и обслугой (врачами, священниками, поварами и т.д.) в нём числилось 250 персон, среди них 25 «волонтиров» (волонтёров), в том числе и урядник Преображенского полка Петр Михайлов – царь Петр Алексеевич, решивший ехать инкогнито. Как и другие волонтёры, он должен был учиться корабельному делу, морской науке. Фактически с начала и до конца он возглавлял посольство, направлял во всём его работу.
Посольство отправилось к шведскому рубежу в Лифляндию, и первым иноземным городом, где ему пришлось остановиться, была Рига. Петр хотел оставаться совершенно незамеченным: все почести предоставлены были послам; строго запрещено было русским говорить, что между ними царь. Шведский губернатор Риги Дальберг принял русское посольство с официальной честью, но, однако, без особенностей предупредительности и не позволял себе ни малейшего отступления от своей обязанности. Дальберг хотя и знал, что в свите царь, но показывал вид, что даже не подозревает об этом, тем самым в буквально удовлетворяя желание Петра быть инкогнито. Когда Петр захотел осмотреть в зрительную трубу укрепления Риги, Дальберг тотчас обратился к Лефорту и потребовал, чтобы люди его свиты не смели позволять себе таких вольностей. Этот поступок сильно раздражил Петра: он не забыл его и тогда, когда впоследствии завоёвывал Ригу, вспоминая о суровости Дальберга, он назвал Ригу проклятым местом. В сущности Дальберг исполнял только честно свою обязанность.
В Митаве курляндский герцог принял русское посольство радушнее. Петр, которого больше всего занимало море, оставил послов следовать до Кенигсберга сухим путём, а сам в Либаве сел на купеческий корабль с волонтерами и отправился морем. 2 мая пристал он в прусский порт, Пиллау, а оттуда приехал в Кенигсберг. Прусский герцог кюрфюрст бранденбургский принял его отлично и приготовил приличное помещение в двух домах. Посольство прибыло после и было принято с пышностью. Здесь Петр пробыл до 10-го июня. Посольство ожидало выбора короля в Польше. Пребывая в Пруссии, Петр усердно занимался артиллерийским делом у инженерного полковника Штернфельда и привёл его в изумление необыкновенною своею понятливостью.
Выехавши из Кенигсберга на пути в Голландию, Петр получил по дороге приятное для него известие из Польши, что кюрфюрст саксонский Фридрих-август получил перевес над соперником своим принцем де Конти и признан польским королём под именем августа. Избрание этого королю имело важное значение в истории отношений России с Польшей. Август получил корону главным образом потому, что Россия его поддерживала, и русский резидент Никитин напугал поляков, что если они выберут французского принца, то Россия вместе с римским императором из опасения дружбы французского короля с Турцией поставит себя в неприязненные отношения к Польше. Россия решила выбор польского короля и с тех пор, вмешиваясь во внешние и внутренние дела Польши, стала распоряжаться судьбою Речи Посполитой всё больше и больше, до самого её падения.
Петру нетерпеливо хотелось в Голландию, страну кораблей и всякого мастерства: для него это была настоящая обетованная земля. Оставивши позади себя посольство, он поплыл по Рейну и каналам с несколькими волонтёрами и немногочисленной прислугой. Петр много наслышался о Голландии от голландцев, которых было очень много в России. Он узнал от них о том, что недалеко от Амстердама, в прибрежном местечке Саардаме, есть большая корабельная верфь. Не останавливаясь в Амстердаме, Петр оставил там большую часть своих спутников, взял с собою только шесть волонтёров, и в том числе Александра Меншикова, и приехал в Саардам 7 августа, в одежде голландского плотника – в красной куртке, в белых парусиновых штанах и лакированной шляпе. Там нашёл он знакомого кузнеца, работавшего некогда в Москве, Геррита Киста, приютился в его доме, упросивши хозяина не говорить, кто он таков, и выдавал себя за простого русского плотника.
Здесь царь принялся работать топором вместе с другими работниками, ходил с ними в трактир пить пиво, посещал разные заводы и мельницы, которых было много в окрестностях Саардама. Вскоре, однако, саардамцы смекнули по поведению чужеземного плотника, что это должен быть важный человек, а жена кузнеца Киста проговорилась, и все узнали, что плотник – царь, тогда за ним начала ходить толпа любопытных. Однажды он раздразнил уличных мальчишек: он дал нарочно одним из них слив, а другим не дал, и они в него кидали грязью. Царь принуждён был жаловаться бургомистру. Бургомистр для охранения царя устроил на мосту стражу, чтоб не давать толпе собираться перед домом, где жил царь. Но это не помогало. Сам Пётр не привык сдерживать себя, и однажды, когда его окружила непрошенная толпа, бесцеремонно ударил по щеке одного из тех зевак, которого голландцы в шутку прозвали после этого «рыцарем». Эти обстоятельства заставили Петра удалиться из Саардама, где он прожил всего восемь дней. 15-го августа приехал он в Амстердам, куда вслед за тем прибыло и русское посольство. В Амстердаме прожил он четыре месяца. Здесь при посредстве бургомистра Витсена, который был некогда в России, Петр определился в ост-индскую верфь и с чрезвычайным увлечением для собственного изучения кораблестроительного искусства трудился над постройкою фрегата, заставляя и своих русских волонтеров работать вместе с собою. Но голландский способ кораблестроения не вполне удовлетворял его: голландцы были только практики, теоретическая часть у них отставала; Петр проведал, что в этом отношении англичане стоят выше голландцев, и задумал ехать в Англию с целью дальнейшего усовершенствования в кораблестроении. Петр занимался не одним кораблестроением, его также занимало всё другое: и фабрики, и анатомия, и естествознание. Он ездил в Лейден наблюдать вскрытие трупов, изучать разные аппараты и микроскопы занимался также гравированием. И в тоже время Пётр не терял из вида внутренних и внешних дел своего отечества. Он следил за делами в Польше, Турции и, одновременно, за своими кумпанистами, продолжавшими строить корабли в России, договаривался и нанимал мастеров для отправления в Россию. Царь не оставлял без внимания и хода политических событий в Европе. С замечательной проницательностью предсказал он тогда разрыв с Францией после Ризвикского мира, которому радовались голландцы, названные царём за такую недальновидность дураками. В Утрехте царь познакомился с английским королём Вильгельмом III, был принят им отлично и это утвердило его в намерении ехать в Англию. Он взял в Голландии от корабельного мастера, у которого он работал, аттестат на имя Петра Михайлова и январе 1698 года прибыл в Англию.
Англия произвела на Петра самое благоприятное впечатление; он признал преимущество английского кораблестроения перед голландским, решил, что у него вперёд будет принят английский способ постройки, и он будет приглашать преимущественно английских мастеров. Здесь по рекомендации лорда Кармартена Петр пригласил нескольких мастеров и инженеров, в том числе Джона Пери, специально для прорытия канала между Волгою и Доном, и математика Фергесона – преподавания математических наук в России. Лорд Кармартен был сам страстный любитель мореплавания, и поэтому Петр заключил с английскими купцами договор о свободном ввозе табака. Хозяин этой компании заметил Петру, особенно духовные питают отвращение к этому зелью и считают его употребление греховным. Петр ответил: « Я их переделаю на свой лад, когда вернусь домой ». Самая забота о ввозе табака в Россию имели тот смысл, чтоб заставить русских отречься от одного из многих предрассудков, которым царь решил объявить ожесточённую войну после своей побывки в Европе.
Король Вильгельм английский подарил своему гостю прекрасную яхту. Петр со своей стороны оставил английскому королю превосходный портрет, написанный учеником Рембрандта, Кнелером. Сознавая пользу, полученную им от пребывания в Англии, Петр на прощание сказал: «Если б я не поучился у англичан, то навсегда остался не более, как плохим работником». 18-го апреля Петр простился с королем и отплыл на подаренной ему яхте в Голландию. 17-го мая отправился он из Голландии в Вену. В ожидании решения вопросов о разных обрядностях, касавшихся приёма русского посольства, испросил у императора согласия на свидание с ним и его семейством частным образом, без церемоний. Это дало ему возможность, не стесняя себя придворным этикетом, осмотреть все достопримечательности в Вене. Здесь Петру предстояло решить важное политическое дело – отговорить императора от мира с Турцией, потому что Петр даже свои судостроительные планы связывал с мыслью об утверждении русской власти на черноморских берегах. Петр не достиг своей цели; казна императора была недостаточна для новых военных предприятий. Император утешал русского царя только тем, что обещал на переговорах с Турцией поддерживать желание России удержать за собою новоприобретённые места на Дону и Днепре и домогательство овладеть ещё одним пунктом в Крыму, именно Керчью. Среди разговоров о политических вопросах проводились разные празднества в честь приезжих гостей. Русское посольство в день имени государя давало вечер для венского общества, а император веселил своего гостя великолепным маскарадом, где знатные особы представляли своими костюмами разные народы и разные общественные звания, русский царь, как приехавший из Голландии, явился в виде фрисландского крестьянина. Надобно заметить, что эти увеселения были также своего рода школою для молодого царя, с жадностью перенимавшего не только европейские знания, но и европейские увеселения.