Задачу вести важные дипломатические переговоры с европейскими государями он поручил трем «великим полномочным послам» Францу Лефорту, Федору Головину и Прокофию Возницыну, но на деле Петр нередко предпочитал лично участвовать в переговорах с иностранными правителями.
Он считал, что таким образом ему будут легче познакомиться с повседневной жизнью жителей европейских стран, осваивать различные ремесла и, в том числе, посещать частные коллекции и кабинеты ученых. Вместе с посольством Петр Великий посетил ряд городов Лифляндии, Курляндии, Пруссии, Саксонии, Голландии, Англии, Австрии.
Во время второй поездки в Европу в 1716–1717 годах Петр посетил города Данциг, Гамбург, Пирмонт, Мекленбург, Росток, Коппенгаген, Бремен, Амерсфорт, Утрехт, Амстердам, Саардам, Гаагу, Лейден, Роттердам, Париж.
Известно, что во время этих путешествий Петр всегда, когда это было возможно, встречался с европейскими учеными, осматривал частные коллекции и галереи, естественнонаучные кабинеты. Он пользовался такими встречами для того, чтобы пригласить разного рода специалистов, в том числе ученых, приехать работать в Россию. Петр лично и через своих доверенных лиц налаживал связи с издателями книг в Голландии и Германии, организовывал покупку ряда коллекций для Аптекарского приказа, а позже для Кунсткамеры, учился анатомии и другим наукам. Участники Великого посольства побывали и в других городах и странах и там выполняя задание Петра также встречались с учеными, издателями, осматривали частные музеи и коллекции.