Воєнні дії в Гетьманщині в листопаді 1708 — червні 1709 рр. Битва під Полтавою.
Переправившись через Десну в листопаді 1708 р., шведський король переконався у ворожості місцевого населення. Воно не хотіло продавати його фуражирам продовольство й фураж, ховало їх у лісах, нападало на окремі загони й не бажало впускати шведів у міста й містечка.
Шведські війська несподівано зустріли не тільки мужній, а й вмілий опір людей, котрі досконало володіли зброєю, мали її вдосталь і знали найпередовіші методи військового мистецтва. Мужньо й відважно захищалися жителі Сміли, Тернів, Недригайлова, Ромен, Веприка та інших міст. Протягом зими 1708— 1709 рр. дошкульних ударів шведам завдавали партизанські загони на території Чернігівщини, Слобожанщини й Полтавщини. Щоправда, під впливом авторитету Мазепи жителі окремих сіл заявляли про свою підтримку шведської партії й навіть влаштовували шведам урочисті зустрічі. Окремі добровольці поповнювали загони прибічників гетьмана. Але в цілому таких випадків було мало. Населення Гетьманщини в своїй масі відвернулося від Мазепи. У березні 1709 р. шведська армія надовго застрягла під Полтавою, яку обороняли російський гарнізон полковника Олексія Келіна й рішуче настроєні місцеві жителі.Найбільшу допомогу подало шведам Запоріжжя. У березні 1709 р. воно розпочало воєнні дії проти російських військ у південних містах Полтавщини. Запорожці знищили російські гарнізони в Кобеляках, Царичанці, захопили багато полонених і доставили їх у табір шведського короля. Вздовж Орелі та Ворскли діяло до 15 тис. січовиків. Вони звільнили місцевість від російських військ і переконали жителів поставляти шведам продукти й фураж для коней. Значний успіх мали запорожці в битві під Нехворощею, де розбили великий загін російських солдатів і захопили в полон кілька сот росіян. 27 березня 1709 р. при посередництві Мазепи Гордієнко й Карл XII підписали у Великих Будищах договір. Король зобов’язувався не ухвалювати з російським царем миру доти, поки Україна не дістане незалежності від Москви.
Запорізька Січ зайняла чітку антиросійську позицію, схиляючи на свій бік нові й нові маси населення. Запоріжжя перетворювалось на міцніючого з дня на день противника Російської держави, котра не могла не реагувати адекватним способом. Лише частина запорожців воювала в складі російських військ.Для розгрому Запорізької Січі російське командування на початку 1709 р. вирядило з Києва три драгунські піхотні полки під командуванням полковника П. Яковлева. Спускаючись Дніпром, вони розгромили запорожців у Келеберді та Переволочній, зайняли Старий і Новий Кодак і вступили у Кам’яний Затон. На початку травня солдати розпочали штурм Січі, але облога затягнулась. Тільки з допомогою колишнього запорожця полковника Гната Галагана солдати вдерлися всередину Січі й перебили багатьох козаків, а решту розігнали по степу. Частина запорожців втекла й заснувала Січ спочатку на р. Кам’янці, а потім в урочищі Олешки, на території, підвладній Кримському ханству.
Тим часом головні сили шведської армії знемагали в кровопролитній облозі Полтави і частих сутичках з місцевим населенням. 27 червня 1709 р. під Полтавою відбулася генеральна битва між 30-тисячною шведською і 42-тисячною російською арміями. Участь у битві на боці шведів брали не менше як 3 тис. українців, які спокусилися на обіцянку надати їм козацькі права, а також запорожці. У складі російської армії діяли козаки під командуванням повернутого із заслання полковника Палія. Головні козацькі полки стояли напоготові в районі Решетилівки, приблизно за ЗО км на захід від Полтави. До полудня битва закінчилась розгромом шведів і прибічників Мазепи. їхні залишки здалися російським військам під Переволочкою на Дніпрі. Карлу XII й Мазепі з невеликою кількістю своїх наближених, драбантів і запорожців пощастило переправитися на правий берег Дніпра й після кількаденного походу степом дістатися володінь турецького султана. Втікачі зупинилися в околицях Бендер. Почалося життя вигнанців.
Перехід гетьмана Мазепи на бік шведського короля викликав і викликає суперечливе ставлення як сучасників, так і їхніх нащадків.
У оцінці цього акту російський уряд пішов звичним шляхом — оголошувати всі невигідні Росії дії українських гетьманів зрадницькими, а їх самих зрадниками. Такий ярлик був наклеєний майже на всіх наступників Богдана Хмельницького, що вже само по собі є ненормальним і одночасно свідчить про сталу тенденцію в їхній діяльності здійснювати ту політику, яка відповідала інтересам України, а не Росії. До того ж ця оцінка суперечить тим політико-правовим нормам, якими керувались у відносинах між собою сюзерени й васали або країни середньовічної Європи. Той договірний політико-правовий принцип виражався у звичаєвій формулі: «Ми маємо служити нашим монархам, оскільки вони охороняють нас, але якщо вони більше не охороняють нас, то ми більше не повинні служити їм».У ці усталені в Європі правила вписувались і відносини України з Росією, визначені Березневими статтями 1654 р. Однак вже в перші роки після Переяславської ради 1654 р. російський уряд почав порушувати взяті на себе зобов’язання подавати Україні допомогу в боротьбі з Річчю Посполитою й не змінювати її державного ладу. За таких обставин гетьман Мазепа мав усі політико-правові підстави для зміни свого зовнішньополітичного курсу й пошуку нових геополітичних орієнтирів.