Весной 1708 года шведская армия Карла XII в количестве около 70 ООО воинов двинулась из Литвы на Москву. Армия была разбита на несколько частей. С Карлом XII шло 35 ООО солдат.
Московская армия защищала Новгород и Псков. Карл решил идти через Смоленск или Брянск. Однако 28 сентября шведский корпус генерала Левенгаупта, везший припасы и громадный обоз Карлу, был разбит русскими войсками у Лесной. Карл был отрезан от своей основной базы, почти лишился артиллерии, население уничтожало все, что могло пригодиться шведам. Карл XII решил идти на Москву по Левобережной Украине, однако у Белгорода левобережные казаки отразили шведов. Им помогали несколько дивизий царя Петра во главе с Шереметевым и Репиным. Сконцентрировавшись в районе Белополье — Сумы объединенные войска казаков и Москвы выдавили шведскую армию из Ромен. В Сумах прошел военный совет во главе с Петром I, на котором был выработан план военных действий. Карла XII двинулся к Батурину.
Н. Полонская-Василенко писала: «Вступление шведских войск на территорию Украины было страшным ударом для Мазепы, и он был принужден принять непосредственное участие в событиях. В тот период из 10 украинских полков только три были в Украине — Миргородский, Лубенский и Прилуцкий; Полтавский был еще на Дону, Киевский и Гадячский — на Правобережной Украине для помощи польским союзникам Москвы, а четыре полка — Стародубский, Черниговский, Нежинский, Переяславский — в Беларуси, в распоряжении московских командиров. Оставалось еще 3 компанейских и 4 сердючских полка».
Этот поворот шведов на Украину смешал все планы Мазепы. Петр I вызвал с остальными полками гетмана к себе. Мазепа тянул, сколько мог, сославшись на тяжелую болезнь. Про то, что шведы идут к Батурину как союзники гетмана, знали только несколько старшин. Казаки и крестьяне не принимали шведов и воевали против них, как против захватчиков. 24 октября 1708 года Мазепа с частью генеральной старшины, несколькими полковниками и пятью тысячами казаков вышел из Батурина, в котором оставался десятитысячный гарнизон во главе с полковником Чечелем. 28 октября Мазепа прибыл к Карлу XII, который, очевидно, разочарованный количеством мазепинцев, даже поначалу не принял его и не пошел к Батурину, главной базе и столице Мазепы. В начале ноября Батурин был окружен войсками Меншикова.
Достоверных сведений о соглашении Карла XII и Мазепы не сохранилось. Последующие документы говорят о том, чего хотел Мазепа и старшина:
«Украина по обе стороны Днепра с войском Запорожским и народом Малороссийским должна быть навеки свободной от всякого чужого владения. Швеция и другие союзные государства ни с целью освобождения, ни с целью опеки, ни с какими иными видами не должны претендовать на власть над Украиной и войском Запорожским или на какое-нибудь верховенство, не могут собирать каких-нибудь доходов или податей; не могут захватывать или занимать своими гарнизонами украинских крепостей, какие были бы оружием или договором добыты у Москвы. Должны свято сохранять целостность границ, неприкосновенность свобод, законов, прав и привилегий, чтобы Украина на вечные времена пользовалась свободно своими правами и вольностями безо всякого ущерба».
Сохранилось описание Ивана Мазепы, сделанное Феофаном Прокоповичем: «Мазепа сколько был предан в глубине души своей полякам, столько ненавидел россиян; но никто не мог заметить сего, ибо он всегда оказывал им великое почтение, любовь и доброжелательство. Проницательный ум его наблюдал за поступками людей, взвешивал все их слова и даже старался угадывать сокровенные намерения. Он был до такой степени скрытен и осторожен, что часто казался не понимавшим говоренные при нем двусмысленные речи. Когда же намеревался выведать какую тайну, выдавал себя за человека откровенного и в подобных случаях прибегал обыкновенно к просьбам вина, притворялся пьяным; нападал на хитрых людей, восхвалял чистосердечных и неприметным образом доводил разгоряченных напитками собеседников до желаемой цели.
Намереваясь вновь присоединить к Польше Малую Россию и зная, сколько жители сего края не любили поляков за вводимую ими унию, оказывал он мнимое усердие к православию: созидал каменные церкви, снабжал разные монастыри и храмы богатыми сосудами и утварью. Обманывая набожных малороссиян, отдалял всякое подозрение насчет неверности и со стороны двора притворялся тяжко больным и дряхлым. Доктора не покидали его ни на одну минуту; часто не мог он ни ходить, ни даже стоять от чрезвычайной слабости, лежал на одре, покрытый пластырями, мазями и повязками, и, подобно полумертвому человеку, испускал столь тихие стенания, что едва можно было слышать его голос».