Мазепа был в Борзне. 21 октября Быстрицкий возвратился из шведского обоза и прибыл к гетману известить, что за ним вслед на другой день должно прибыть к Десне шведское войско. За Быстрицким явился в Борзне Войнаровский, убежавший ночью от Меншикова: он уведомил гетмана, что Меншиков едет в Борзну для свидания с умирающим гетманом. Мазепа, не дожидаясь Меншикова, поздно вечером поскакал в Батурин. На другой день Мазепа из Батурина пустился в Короб, а на третий, 24 октября, рано утром, переправился за Десну и поехал к королю с отрядом в 1500 человек; с ним были старшины, несколько полковников, сотников и значного товарищества. В селе Бахмаче Мазепа присягнул перед ними, что принял протекцию шведского короля не ради какой-нибудь приватной своей пользы, а для добра всей малороссийской отчизны и всего казачества. Со своей стороны, старшины и все бывшие там значные казаки присягнули, что принимают протекцию шведского короля и будут верны и послушны воле гетмана.

Меншиков не успел доехать до Борзны, как встретил на дороге великорусского полковника Анненкова, находившегося при гетмане, и узнал от него, что Мазепа уехал в Батурин. Меншиков повернул в Батурин и увидел, что по стенам Батуринского замка стояли вооруженные люди; мост был разведен. Меншиков посылает в Батурин Анненкова за объяснениями; но Анненкова не пускают. Меншиков едет в Короб, думает застать там гетмана, но на дороге узнает, что Мазепа уехал за Десну. Тут только Меншикову начала открываться тайна, и он понял, зачем ночью убежал от него Войнаровский; тайна эта стала делаться яснее, когда к Меншикову приехали из ближних мест сотники и просили защищать их от Мазепы, передавшегося неприятелю.

26-го октября из Макошина, где была переправа на Десне, Меншиков о поступке Мазепы известил государя, находившегося с армией в селе Погребках, также на Десне. Роковое известие об измене чрезвычайно поразило Петра своей неожиданностью. Государь тотчас послал к Меншикову приказание укреплять войском переправу на Десне, чтоб не допускать казаков идти за Мазепой, и 28-го октября написал ко всему малороссийскому народу манифест, извещавший об измене гетмана, предпринятой, как сказано в манифесте, для того, «дабы малороссийскую землю поработить под владение польское и церкви Божьи и святые монастыри отдать в унию»; давалось повеление генеральной и полковой старшине съезжаться в город Глухов для избрания вольными голосами нового гетмана. В заключение манифест извещал, что Петр уничтожает все поборы, наложенные бывшим гетманом на малороссийский народ.

Но и Мазепа, со своей стороны, старался подействовать на малоруссов. 30 октября он отправил к стародубскому полковнику Скоропадскому грамоту с изложением причин, побудивших его к переходу на сторону Карла XII. «Московская потенция уже давно имеет всезлобные намерения против нас, а в последнее время начала отбирать в свою область малороссийские города, выгонять из них ограбленных и доведенных до нищеты жителей и заселять своими войсками. Я имел от приятелей тайное предостережение, да и сам ясно вижу, что враг хочет нас, гетмана, всю старшину, полковников и все войсковое начальство прибрать к рукам в свою тиранскую неволю, искоренить имя запорожское и обратить всех в драгуны и солдаты, а весь малороссийский народ подвергнуть вечному рабству. По таким-то намерениям Меншиков и Голицын поспешали со своим войском и приглашали старшину в московские обозы. Я узнал об этом и понял, что бессильная и невоинственная московская потенция, спасаясь всегда бегством от непреоборимых шведских войск, вступила к нам не ради того, чтоб нас защищать от шведов, а чтобы огнем, грабежом и убийством истреблять нас. И вот, с согласия всей старшины, мы решились отдаться в протекцию шведского короля в надежде, что он оборонит нас от московского тиранского ига и не только возвратит нам права нашей вольности, но еще умножит и расширит; в этом его величество уверил нас своим неотменным королевским словом и данной на письме ассекурацией». В заключение, Мазепа приглашал Скоропадского действовать с собой заодно, искоренить московский гарнизон в Стародубе, а если бы это невозможно было, то уходить в Батурин, чтобы не попасться в московские руки.

Немедленно после разослания царского манифеста об избрании нового гетмана, Меншиков отправился с корпусом войска к Батурину, Мазепиной столице, где заперлись самые ярые сторонники Мазепы. Начальствовали над батуринским гарнизоном: полковник над сердюками Чечел, есаул Кенигсек, полтавский полковник Герцик и какой-то сотник Димитрий. Меншиков, подступивши к Батурину, отправил в город сотника Марковича с увещанием сдаться. Чечел, к которому привели Марковича, сказал, что они сдаваться не будут без указа своего гетмана; Чечел при этом показал вид, как будто не знает ничего об измене Мазепы. Вслед за Марковичем, на лодке по реке Сейму выплыл киевский воевода, князь Дмитрий Голицын. Чечел выслал к нему посланцев, и, когда Голицын стал их уговаривать, задорные мазепинцы начали со стен ругаться и стрелять из ружей. Тогда Меншиков велел войску переправляться и наводить мосты. Ночью осажденные прислали к Меншикову опять посольство; оно уверяло русского предводителя, что осажденные остаются верными царскому величеству и готовы пустить его войска в замок, но просят три дня срока. Меншиков понял, что это хитрость. Изменники рассчитывали, что к ним придут шведы на помощь. Меншиков дал им сроку только до утра. В 6 часов другого утра Меншиков сделал приступ и приказал истреблять в замке всех без различия, не исключая и младенцев, но оставлять в живых начальников, для предания их казни. Все имущество батуринцев отдавалось заранее солдатам, только орудия должны были сделаться казенным достоянием. В продолжение двух часов все было окончено: гетманский дворец, службы и дворы старшин – все было превращено в пепел. Все живое было истреблено. Кенигсек взят в плен жестоко раненым; Чечел бежал, но пойман был в ближнем селе казаками и доставлен Меншикову.

6 ноября съехалось в Глухов духовенство, в том числе киевский митрополит и два архиерея: черниговский Иоанн Максимович и переяславльский Захарий Корнилович; было четыре полковника, оставшихся верными: стародубский – Иван Скоропадский, черниговский – Павел Полуботок, переяславльский – Томара и нежинский – Жураховский; они прибыли с сотниками и казаками своих полков. После предварительного молебствия, ближний боярин князь Григорий Федорович Долгорукий открыл выбор гетмана по старинным обычаям, наблюдавшимся со времени присоединения малорусского края к России. Бывшая здесь старшина предложила в гетманы Скоропадского, зная, что государю угодно его сделать гетманом. Скоропадский, соблюдая давний казацкий обычай, отказывался, признавал себя недостойным такой чести, отговаривался своей старостью и советовал выбрать в гетманы молодого и заслуженного человека. Многие казаки тогда же указали на Полуботка, но вслед за тем должны были оставить намерение избрать этого человека, потому что Петр не утвердил бы его, отозвавшись перед тем о личности Полуботка такими словами: «Он очень хитр и может уравниться Мазепе». Итак, избран был Скоропадский. По избрании, он присягнул в церкви, а потом получал поздравления от царя и ближних вельмож. Через несколько дней после избрания, 12 ноября, в соборной Троицкой церкви после литургии и соборного молебна совершен был обряд проклятия Мазепы, сочиненный, вероятно, самим Петром. Духовенство пропело над портретом Мазепы, украшенным орденом Андрея Первозванного, трижды анафему его имени. По совершении проклятия, палач потащил портрет по улице веревкой и повесил на виселице. На другой день после того совершена была казнь над Чечелом и другими мазепинцами, взятыми в Батурине. Духовенство распорядилось, чтобы по всей Малороссии на церковных дверях прибито было объявление, извещавшее, что Мазепа со всеми своими единомышленниками, приставшими ко врагам, отвержен от церкви и проклят. Малороссийские архиереи грозили таким же отлучением от церкви и от причащения Святых Тайн всем тем, которые окажут сочувствие к измене или пристанут к неприятелю.