Изрядная часть его жизни была положена на ратное дело. Брюс был участником еще Крымских походов 1687 и 1689 гг., предпринятых князем В.В. Голицыным в период правления Софьи. С Петром I он дважды ходил на Азов, где успешно вел инженерные работы и был отмечен полковничьим чином. В ходе заграничного путешествия редко кто из состава Великого Посольства в Западную Европу мог угнаться за Яковом Вилимовичем в его стремлении овладеть науками. Особенно обстоятельно он занимался артиллерийским делом, что во многом определило его ратную карьеру.
По сути с самого начала Северной войны он возглавил артиллерию действующей армии, поскольку в первом же сражении под Нарвой в числе других русских военачальников попал в плен командующий артиллерией генерал-фельдцейхмейстер Александр Арчилович, имеретинский царевич (см. очерк о К.Е. де Крои). В столь ответственной должности Брюс показал себя достойно: его пушкари отличились при взятии Ниеншанца (1703) и Нарвы (1704), в сражении при Лесной (1708). С 1704 г. он стал, говоря современным языком, исполняющим обязанности генерал-фельдцейхмейстера (эту должность без приставки «и.о.» он получил в 1711 г. со смертью Александра Арчиловича) и возглавил Артиллерийский приказ – главный орган управления этим важнейшим родом войск.
Полтавское сражение
В Полтавском сражении 27 июня 1709 г. Брюс командовал всей походной артиллерией в 72 орудия (см. очерк о А.Д. Меншикове). Сначала он нанес значительный урон противнику перекрестным огнем батарей на редутах, а потом, разместив орудия впереди редутов, в упор громил неприятеля. Метким выстрелом русские пушкари даже попали в носилки Карла XII, разметав их в щепы.
Сами шведы признавали: «Пока длилось сражение, мы слышали такую сильную пальбу и грохот пушек, какой нельзя было представить, если бы не слышали его собственными ушами»[28].
Сразу же по окончании сражения Петр I пожаловал своему сподвижнику орден Св. Андрея Первозванного.
В дальнейшем Брюс занимался совершенствованием высшего органа артиллерийского управления (с 1719 г. управление войсками в мирное время осуществляла Военная коллегия, имевшая три отделения, в том числе артиллерийское). Он также осуществил реорганизацию и перевооружение артиллерии, которая к концу царствования Петра I насчитывала 480 орудий – такой численности не знала, пожалуй, ни одна армия мира. Участвовал он и в составлении Устава воинского 1716 г.