Мазепа вошел в доверие к Петру 1 и пользовался большим уважением у него. Он оказывал серьезную поддержку царю в его военных кампаниях. Принимал участие в обоих походах Петра к Азову. В феврале 1700 года Пётр 1 лично наградил Мазепу орденом Андрея Первозванного № 2 — «за многие его в воинских трудах знатные и усердно-радетельные верные службы». Девиз ордена гласил: «За веру и верность!» В 1704 году, воспользовавшись восстанием против Речи Посполитой и вторжением в Польшу шведских войск, Мазепа занял Правобережную Украину. В 1705 году совершил поход на Волынь, на помощь союзнику Петра польскому королю Августу II. В общей сложности Мазепа на стороне России провел более 20 военных кампаний.
Хорошо известна фраза Мазепы, произнесённая им в 1707 году: «Без крайней, последней нужды я не переменю моей верности к царскому величеству». Он объяснил, что «крайняя нужда» может быть: «…пока не увижу, что царское величество не в силах будет защищать не только Украины, но и всего своего государства от шведской потенции».
В 1706 году Россия потерпела ряд политических неудач, шведы нанесли сокрушительное поражение саксонской армии, а союзник Петра, саксонский курфюрст, и польский король Август II отказался от польского престола в пользу сторонника шведов Лещинского и разорвал союз с Россией. В этот период Мазепа, по всей видимости, замыслил переход на сторону Карла XII и образование из Малороссии самостоятельного владения под верховенством польского короля.
В сентябре 1707 года Мазепа получил от польского короля Лещинского письмо сторонника шведов, в котором тот просил Мазепу «начинать дело», когда шведские войска подойдут к границам Малороссии. Таким образом, уже за год до измены Мазепа подготовил почву для перехода на сторону противника, если тот будет побеждать.
Незадолго до этого Мазепа, одержимый завистью и злобой к народному герою полковнику Палею, решил устранить его, обвинив в сговоре с Карлом ХІІ и поляками. Петр I поверил Мазепе, и Палей был разжалован и сослан в Сибирь.
Мазепа был предметом ряда доносов Петру I, говоривших о его измене, но Мазепа пользовался доверием царя, и тот не хотел верить доносам, доносчиков наказывали, а доверие царя к гетману только возрастало.
В августе 1707 года последовал опасный донос на Мазепу со стороны генерального судьи Кочубея. Но донесение было признано ложным. В январе 1708 года Кочубей направил еще одно извещение об измене Мазепы. Петр I счел донос опять ложным, поручив разбирательство друзьям гетмана, которые подвергли Кочубея и полковника Искру пыткам, после чего они были обезглавлены.
Мазепа, напуганный этим доносом, ещё энергичнее повёл переговоры с польским королем и Карлом XII, закончившиеся заключением с ними тайных договоров. Мазепа предоставлял шведам для зимних квартир укреплённые пункты, обязывался доставлять провиант и склонить на сторону Карла12 запорожских и донских казаков, предоставив войско в 50 тысяч сабель.
Осенью 1708 года Пётр 1 пригласил Мазепу присоединиться с казаками к русским войскам, Мазепа медлил, ссылаясь на свои болезни и смуты в Малороссии. Меншиков решил навестить Мазепу, опасаясь разоблачения, тот с гетманской казной бежал в октябре к Карлу XII. С Мазепой перешло к шведам порядка 1,5 тысячи казаков и поддержал гарнизон Батурина, который Мазепа обещал отдать под зимние квартиры шведам. Позднее к нему присоединилась часть запорожского войска под началом атамана Гордиенко в количестве от 3 до 7 тысяч человек. Большинство казаков осталось верным русскому царю.
Результатом измены Мазепы было втягивание войска шведов в Малороссию, куда они вошли в расчёте на обещанные Мазепой провиант, зимние квартиры и 50 тысяч казачьего войска.
Остальная Малороссия отказалась поддержать Мазепу, осталась верной русскому царю и начала народную войну против шведов. Опасаясь дальнейших предательств, Петр I отдал приказ уничтожить Запорожскую Сечь, что и было сделано, при этом 156 атаманов и казаков были казнены, Меньшикову было приказано взять хорошо укрепленную резиденцию гетмана — Батурин, где были большие запасы провианта и артиллерия, обещанные Мазепой Карлу XII. Крепость за несколько часов была взята, а гарнизон уничтожен
В апреле 1709 года Мазепа заключает с Карлом XII договор, который теперь на Украине пытаются трактовать как «заключение украино-шведского союза», по договору Мазепе давалось пожизненный титул князя, шведам передавались ряд городов, и стороны даже делили между собой еще не завоеванную Россию!
Видя отсутствие поддержки Мазепы среди казачества и населения, от него начинают уходить сторонники, воспользовавшиеся к тому же амнистией, объявленной Петром I.
Покинутый своими полковниками Мазепа вновь замышляет предательство и пытается предложить Петру I передать ему Карла XII и его генералов, но царь отвергает это предложение, так как уже не доверял Мазепе.
Измена Мазепы, пользовавшегося безоговорочным доверием и поддержкой Петра I, заставила царя принять жесткие публичные меры по наказанию изменника. Было издано четыре царских указа: о лишении Мазепы званий и чинов, о лишении его ордена Андрея Первозванного, об учреждении ордена Иуды и заочной казни Мазепы, а церковь предала его анафеме.
Указ о лишении Мазепы званий и чинов.
Мы, Великий Государь, царь и великий князь Петр Алексеевич, всея Великая и Малая и Белая Руси самодержец, …мы всегда карали и будем карать неблагодарных за измену и предательство Нашему Царскому Величеству.
Среди наших подданных нашелся неблагодарный пес, злодей и клятвопреступник, гетман Малой Руси и войск его царского величества запорожских Ивашка Мазепа, перекинувшийся на сторону нашего злейшего врага шведского короля Карла.
Мы, Великий Государь, своим повелением отлучаем изменника Мазепу от нашего благославления и своим именным указам принимаем решение:
— отменить жалованную Ивашке Мазепе нашу грамоту на гетманский уряд Малой Руси и войска запорожского;
— лишить Мазепу чина действительного тайного советника Нашего Величества;
— конфисковать все его имущество в царскую казну.
Пусть всем моим подданным кара, наложенная нашим Царским Величеством на изменника Ивашку Мазепу, будет уроком неминуемости наказания за клятвопреступление и измену.
Дан в 12 день ноября, в лето от Рождества Христова 1708.
Указ о лишении Мазепы ордена Андрея Первозванного.
Мы Великий Государь, царь и великий князь Петр Алексеевич, всея Великая и Малая и Белая Руси самодержец, указал именным своим, Великого Государя, повелением лишить вора и изменника Ивашку Мазепу звания кавалера ордена Андрея Первозванного, коим награждаются наиболее достойные мои подданные за «Веру и верность» нашему Царскому Величеству.
Своими богомерзкими деяниями он опозорил высокое звание столь досточтимого ордена, утерял честь свою изменой нашему супротивнику Карлу и подло бежал в его объятия.
Он нарушил клятву, данную на кресте и Евангелии мне, Великому Государю, и принес присягу на верность шведскому королю Карлу. Пусть обрушится на него кара небесная!
Опозорив себя бесчестием, Ивашка Мазепа недостоин быть в одном ряду со славными сынами нашего Отчества. А посему повелеваем, христопродавца и изменника Мазепу лишить звания кавалера ордена Андрея Первозванного, разорвать на эшафоте жалованную ему грамоту на благороднейший орден, публично снять с чучела его ленту ордена и навечно исключить его из списка благороднейших из благородных, носящих звание кавалера досточтимого ордена.
Пусть вечное проклятие висит над клятвопреступником и пусть потомки наши всегда помнят и вероломстве пса Мазепы. Будь ты проклят!
Дан в 12 день ноября, в лето от Рождества Христова 1708.
Указ об учреждении Ордена Иуды.
Мы Великий Государь, царь и великий князь Петр Алексеевич, всея Великая и Малая и Белая Руси самодержец, указал именным своим, Великого Государя, повелеваем отметить подлую измену бывшего гетмана Малой Руси и войска его царского величества запорожского Ивашки Мазепы учреждением Ордена Иуды.
Сделать тот же час монету серебряную весом в десять фунтов, а на ней вырезать Иуду на осине повесившегося и внизу тридцать серебряников лежащих и при них мешок, а позади надпись: «Треклятый сын погибельный Иуда за среролюбие давится».
К той монете сделать цепь в два фунта и прислать эту монету в военный поход нарочной почтой немедленно.
Сим орденом наградить подлого изменника и клятвопреступника Ивашку Мазепу, по образу и подобию Иуды за тридцать серебряников предавшего своего господина.
Дан в 12 день ноября, в лето от Рождества Христова 1708.
Указ о предании Мазепы казни.
Мы, Великий Государь, царь и великий князь Петр Алексеевич, всея Великая и Малая и Белая Руси самодержец, указал именным своим, Великого Государя, повелением об измене клятвопреступника Ивашки Мазепы и лишении его всех званий и чинов.
Этот клятвопреступник, неблагодарный пес, погубивший невинные души Кочубея и Искры, вместо верной службы Нам, Государю Великому, совершил злодейство не только против Нашего Царского Величества, а также предал Веру Христову, свой народ и свою землю, отдавшись в руки иноверца, посягнувшего на свободу нашу. Этот враг Креста Христова подлежит вечному проклятию, как Иуда, предавший Христа.
За златом и властью этот льстивый злодей перекинулся на сторону врага нашего, пусть же вечное проклятие будет ему укором.
А посему повелеваем вора и изменника бывшего гетмана Малой Руси и войска его царского величества запорожского Ивашку Мазепу за:
— нарушение клятвы верности, данной на кресте и Евангеле мне, Великому Государю;
— принесение присяги в верности врагу земли русской шведскому королю Карлу;
— приглашение и допуск на земли Малой Руси шведов, виновных в разрушении храмов и осквернении святынь;
— попытку ниспровержения существующего государственного строя Великой и Малой и Белой Руси
предать смертной казни через повешение.
За сии прегрешения в памяти народной этот пес треклятый навсегда останется Иудой, за тридцать серебряников предавшим Государя Великого, Крест Христов и веру нашу. Своими богомерзкими делами он сам себе по делам своим заслужил, место ему на эшафоте, и кара небесная воздастся ему руками палача. Дан в 12 день ноября, в лето от Рождества Христова 1708.
В ноября 1708 года в Глухове в присутствии Петра I, духовенства, старшины и казаков митрополит Киевский, архиепископы Черниговский и Переяславский предали Мазепу анафеме, а затем на центральной площади была развёрнута театрализованная церемония заочной казни предателя. Заранее была изготовлена кукла, изображавшая Мазепу в полный рост в гетманском облачении и с лентой ордена Андрея Первозванного через плечо, которая была вынесена на обозрение собравшимся.
Андреевские кавалеры Меншиков и Головкин взошли на построенный эшафот, разорвали выданный Мазепе патент на орден Андрея Первозванного и сняли с куклы Андреевскую ленту. Затем куклу бросили в руки палача, которую тот на верёвке тащил по площадям и улицам, а потом повесил.
Одновременно в Москве местоблюститель Патриаршего престола провозгласил: «…изменник Мазепа, за крестопреступление и за измену к великому государю, буди анафема!» Анафема действует в православной церкви по сегодняшний день.
Предательство Мазепы не спасло войска шведов от поражения под Полтавой в июне 1709 года. Карл XII и Мазепа после битвы бежали в Бендеры, где Мазепа и умер в сентябре 1709 года.
Долгая память о Мазепе сохранилась и в народных песнях, где рядом с его именем, как правило, употребляются эпитеты «пес» и «проклятый». Тем не менее, для сторонников украинской «самостийности» этот изменник, предатель и клятвопреступник был и остается кумиром и образцом чести и достоинства.
За всю свою долгую жизнь Мазепа, будучи только в услужении у кого-то, предал и изменил польскому королю, правобережным и левобережным казакам, русскому царю и пытался предать шведского короля, дал присягу турецкому султану, русскому царю и шведскому королю. Мазепа не одержал ни одной воинской победы и нигде не проявил себя как государственный деятель, но в своей хитрости и двоедушии так часто изменял присяге, что эти измены стали смыслом его жизни.