Между тем Меншиков для обсуждения каких-то неотложных дел затребовал Мазену в свою ставку. Гетман почуял недоброе и лихорадочно размышлял о том, под каким предлогом можно отказаться от встречи с князем. А вдруг вызов являлся ловушкой Меншикова, быть может, уже осведомленного о его, гетмана, изменнических намерениях?
Мазепа решил не ехать, послал к Меншикову своего племянника Войнаровского. Тот поехал к князю с сообщением, что гетман тяжело болен, что его готовят к соборованию. 20 октября Меншиков отправляет письмо царю: «И сия об нем ведомость зело меня опечалила, первое, тем, что не получил его видеть, которой зело был здесь нужен; другое, такова доброво человека, ежели от болезни его бог не облегчит».
«Добрый человек» в эти часы метался не в жару, а в сомнениях: ехать или же ехать к Карлу? В принципе вопрос решен давно, но является ли данный момент самым благоприятным для ответственного шага? Старый интриган понимал, что изменюй он ставит на карту все: несметные стяжания, накопленные за два десятилетия своего гетманства, булаву и даже жизнь. Призвал сообщников, спрашивает: «Послать к королю или нет?» Те ответили: «Как же не посылать — давно пора, не надобно откладывать!»
Пока велись эти разговоры и наспех составлялась грамота шведскому королю, к Мазепе прискакал Войнаровский с сообщением, что на следующий день сюда прибудет Меншиков, чтобы проститься с умирающим гетманом. Мазепа, только недавно жаловавшийся, что не переносит верховой езды, садится на коня и «помчался как вихрь» сначала в Батурин, затем, на другой день, переправившись через Сейм, прибыл в Короп, где переночевал. 24 октября Мазепа встретился со шведским полком, отправил гонцов к королю и, теперь уже не спеша, ибо находился под охраной шведов, двинулся к его лагерю.
Переполох в стане Мазепы оказался преждевременным. Меншиков действительно отправился к гетману, но отнюдь не для того, чтобы взять его под стражу, а чтобы проститься с ним. На пути в Борзну, где намечалось соборование, Меншикову сообщили, что гетман «тиранился в Батурин». Это показалось подозрительным. Князь вспомнил, что Войнаровский уехал от него ночью, тайком, не попрощавшись. Подозрительность росла по мере продвижения Меншикова по следам Мазепы: прибыл в Батурин, но там гетмана уже не было, на пути в Короп ему сообщили, что Мазепа переправился через Десну. Меншиков сопоставляет все события последних дней и приходит к выводу: гетман изменил, перебежал к Карлу XII. Срочно отправляется донесение царю. Новость для Петра была громом среди ясного неба. В отношениях с людьми, его окружавшими, он придерживался крайностей: безоговорочное доверие и уважение сменяется такой же безоговорочной враждебностью. Мазепа принадлежал к числу тех, кого царь считал своим преданнейшим слугой, его одним из первых он наградил орденом Андрея Первозванного.
Многие часы царь пребывает в сомнении, еще теплилась надежда, что князь ошибся, что случилось досадное недоразумение.
Следующий день рассеял всякие сомнения. Петр располагал уже точными сведениями не только о совершившейся измене гетмана, но и о целях, ради которых он сделал это. В манифесте, обращенном к украинскому народу, читаем: «Гетман Мазепа, забыв страх божий и свое крестное к нам, великому государю, целованье, изменил и переехал к неприятелю нашему, королю швецкому, по договору с ним и Лещинским от шведа выбранным на королевство Польское, дабы со общего согласия с ним Малороссийскую землю поработить по-прежнему под владение Польское и церкви божий и святые монастыри отдать во унию».
Предстояло нейтрализовать происки Мазепы и мазепинцев на территории Украины, лишить шведов возможности воспользоваться провиантом и фуражом, предусмотрительно заготовленным для них изменником, поднять народные массы на вооруженную борьбу с неприятельскими войсками.
К Батурину, резиденции Мазепы, где хранились колоссальные запасы не только провианта, но и пороха, и артиллерийских припасов, одновременно спешили Меншиков и гетман со шведскими войсками. Петр велит Меншикову 31 октября: неприятель «стал у реки на Батуринском тракте, и для того изволь не мешкать»: на следующий день: «поди к тому месту, где ныне неприятель мост делает». Другой гонец доставил распоряжение, отменявшее предшествующее: нерадением генерала Гордона шведам удалось переправиться через Десну. «Того ради, — писал Петр, — ежели к сей ночи к утру или до-утру совершить возможно, с помощью божией оканчивайте».
Меншикова не было нужды торопить — он и сам понимал, что надо спешить, ибо, кто раньше подойдет к Батурину, тот овладеет всем добром, впрок собранным Мазепой. В конечном счете светлейший упредил шведов, и 2 ноября 1708 года Петр поздравил его с успешно завершенной операцией. Крепость была разрушена, а все, что нельзя было вывезти, предано огню. Мазепа и шведы подошли к Батурину лишь тогда, когда уже дымились руины изменнического гнезда. Гетмана они привели в уныние, он, по свидетельству Орлика, не скрывал своего расстройства, «жалостным был и сказал, тые слова: злые и нещастливые наши початки!».
Начало действительно не сулило изменнику благополучного конца. Все получалось не так, как замышлял предатель: вместо богатейших припасов в Батурине — руины; Стародуб не встретил захватчиков и их новоявленного союзника колокольным звоном, и его жители не вынесли ключей от крепости. Жители Новгород-Северского тоже не впустили Карла XII в город.
Гетман привел в шведский лагерь две-три тысячи человек, но привел их обманным путем. О подлинных целях марша знали лишь немногие приближенные Мазепы. Рядовые казаки полагали, что они направляются в армию Шереметева. Как только отряд преодолел Десну, Мазепа произнес длинную речь, призывая казаков перейти на сторону шведов. Красноречивый монолог был выслушан молча и ожидаемого эффекта не произвел — Мазепина рать таяла на глазах, из отряда убегали рядовые казаки и старшины. Петр предусмотрительно издал обращение к войсковой старшине, ушедшей с Мазепой, предлагая оставить изменника, обещая возвратившимся прежние чины и земельные владения.
Рухнули надежды Мазепы и на враждебные действия украинского народа против России, и на помощь поселян и горожан Украины шведской армии. То, что так тщательно скрывал Мазепа, тайна, которой он рискнул поделиться только с Орликом, тут же потребовав от него клятвенного обещания, что он будет свято ее хранить, благодаря усилиям Петра стало достоянием всего населения Украины. В указах Петр извещал всех о намерении Мазепы и мазепинцев вернуть Украину польским магнатам.