Однако здесь его ждали и печальные известия. Вот что писал он об этом в письме к шведскому королю: «Когда я находился при заключении Кардисскаго договора, у меня отняли в Москве дом со всеми моими пожитками, выгнали из него мою жену, и все это сделано за вину моего отца, который был казначеем в одном московском монастыре и терпел гонения от думного дворянина Прокофья Елизарова, ложно обнесшаго отца моего в том, что будто он расточил вверенную ему казну монастырскую, что, впрочем, не подтвердилось, ибо по учинении розыска оказалось в недочете на отце моем только пять алтын… но, несмотря на то, мне, когда я вернулся из Кардиса, не возвратили моего имущества, сколько я ни просил и ни заботился о том». Таким образом, дом Котошихиных со всем имуществом был «взят на царя», а сам он, его отец и жена оказались на улице. Не исключено, что именно эта новая обида толкнула подьячего на путь измены, побудила вступить в тайные сношения со шведами.
Летом 1663 г. в Москву для разрешения споров о взаимных денежных претензиях прибыл шведский дипломатический представитель Адольф Эберс. Неизвестно, при каких обстоятельствах ему удалось завербовать Котошихина. Известно лишь, что он передал шведам копии с секретных инструкций, содержащих сведения о том, на какие уступки могли пойти русские дипломаты. За свои услуги Котошихин получил 40 рублей, правда, согласно представленному Эберсом отчету, осведомителю было заплачено 100 дукатов. Очевидно, разница пошла в карман шведского дипломата.
В следующем году Котошихина для ведения переговоров с поляками отправили в полки под командованием Якова Черкасского и Ивана Прозоровского, которые сдерживали стоявшие на берегу Днепра польские войска. Эберс очень сожалел о его отъезде и сообщал в своем донесении в Швецию: «Мой тайный корреспондент, от которого я всегда получаю ценные сведения, послан отсюда к князю Черкасскому, и, вероятно, будет некоторое время в отсутствии, что для меня очень прискорбно, потому что найти в скором времени такое же лицо будет мне очень трудно».
Вскоре Прозоровского и Черкасского заменил боярин князь Юрий Долгорукий, который потребовал от Котошихина, чтобы тот написал донос на прежних воевод. За это боярин обещал подьячему повышение по службе и помощь в возвращении отцовского имущества. Не доверяя известному своим крутым нравом воеводе, подьячий решил бежать в Польшу, не дожидаясь мести Долгорукого.
В конце лета или осенью 1664 г. Котошихин перешел границу, а в следующем году в приходно-расходной книге Посольского приказа появилась запись о том, что подьячий Котошихин «своровал, изменил, отъехал в Польшу». В Польше он был принят на службу при канцлере Великого княжества Литовского.
