Кроме того, генерал Брюс должен был принимать участие в военных действиях.

Летом 1701 года Б.П. Шереметеву было приказано с полками московского и новгородского поместного ополчения сосредоточиться в районе Пскова, Гдова и Печерского монастыря. Брюс исполнял обязанности «подручного начальника артиллерии». 24 сентября 1701 года из Ладоги он пишет Петру: «Михаило Щепотев привез порох, ядра и бомбы, против приказу; понтоны скоро будут. Я отпущу водою к тем 1500 бомбам, которые посланы сухим путем, и как скоро придут полки П.М. Апраксина, сам пойду». При этом, выполняя главную задачу, Брюс жалуется Петру на недостаток плотников и кузнецов, так необходимых для укрепления Новгорода.

В июле 1702 года из Архангельска Петр пишет в Москву Т.Н. Стрешневу: «…изволь приказать Брюсу, чтоб которое готовлено зимним путем, тоб изготовить водою, и еще 18-ти фунтовых (пушек) что есть, да 12 мортиров, а к ним по 1000 бомб и ядер и пороху, также шерсти и кульков, мотык и лопат, втрое передать зимним».

Исполняя это поручение, Брюс доставлял близлежащую артиллерию к Ладоге, а 25 сентября за недостатком лошадей начал отправлять ее к Нотебургу (впоследствии Шлиссельбургу), куда уже шел сам Петр с 13-тысячной армией под командованием фельдмаршала Шереметева. Здесь, при осаде Нотебурга, Брюс, по утверждению Хмырова, впервые командовал всей артиллерией. Артиллерия Брюса при взятии Нотебурга состояла из девятнадцати пушек полковых фунтовых, двенадцати пушек калибром 12 фунтов и двенадцати мортир, которые были расположены на двух батареях и двух кетелях. В период с 1 по 11 октября по крепости было выпущено более шести тысяч ядер калибром от 18 до 6 фунтов и, более того, 2500 трехпудовых бомб, причем употреблено пороха 4371 пуд.

Старое русское название Нотебурга – Орешек. После взятия крепости Петр I писал в письме к Виниусу: «Правда, что зело жесток сей орех был, однако, слава Богу, счасливо разгрызен. Артиллерия наша зело чудесно дело свое исправила».

После взятия Нотебурга Брюс возвратился в Новгород. Зимой 1702/03 года он дружески сошелся с генерал-фельдмаршалом Б.П. Шереметевым, который стоял с армией на зимних квартирах близ Пскова и Ладоги и часто выезжал к своему новгородскому соседу. Дружба соединила этих сподвижников царя неслучайно. Оба они обладали наибольшими талантами в ряду близких царю людей и были очень порядочными и достойными военными.

Борис Петрович Шереметев был единственным военачальником, заявившем герцогу Кроа, что диспозиция русских войск перед сражением с отрядом Карла XII под Нарвой 19 ноября 1700 года была в корне неверной. Поражение это было предсказано блестящим полководцем, но сам он был объявлен едва ли не главным виновником этого поражения. Полководческий талант Шереметева был оценен уже в 1701 году при взятии Лифляндии. За боевые успехи Борис Петрович произведен в генерал-фельдмаршалы и награжден высшей наградой России – орденом Святого апостола Андрея Первозванного.

Как уже отмечалось, в этих походах Шереметева Я.В. Брюс, исполнявший обязанности «подручного начальника артиллерии», принимал участие и был в подчинении Бориса Петровича. Теперь, в 1702 году, отношения начальника и подчиненного перерастают в дружеские, и в дальнейшем оба генерала постоянно поддерживают их.

В марте 1703 года Б.П. Шереметев в письме Петру сообщает о своей дружбе с Яковом Брюсом: «…про здоровье мое извольте выпить, а про ваше здоровье обещаюся быть шумен и обедать днесь стану у Якова Вилимовича».

Впоследствии эти отношения перерастут в близкие, сердечные. Влияло на них то обстоятельство, что каждый мог рассчитывать на дружеский совет и помощь при решении каких-то злободневных вопросов. Например, в 11 мая 1709 года Борис Петрович, рассчитывая на посредничество в своих отношениях с Петром Алексеевичем, обращался к Брюсу в письме: «Великий бы дал за то кошт, чтобы я тебя имел видеть персонально, понеже я тебя имею себе целым благодетелем, имея нужные до тебя интересы».