В сентябре особый отряд начал прочесывать казачьи станицы на Верхнем Дону, бесцеремонно обращаясь как с рядовыми казаками, так и с казачьей старшиной, демонстрируя полное презрение к донской автономии. В ответ в начале октября сформировался небольшой повстанческий отряд в полторы сотни человек под предводительством атамана городка Бахмут Кондратия Булавина, который разгромил и вырезал значительную часть правительственной экспедиции. Опасаясь появления царского карательного войска и разорения Дона, действия против повстанцев возглавил сам донской атаман Максимов. Он разбил войско повстанцев, однако Булавину удалось бежать в Запорожскую сечь. (Собственно, бахмутские казаки Булавина — потомки выходцев с украинских земель — считались донскими казаками отдельной группой, отношения с которой иногда бывали конфликтными). В начале апреля 1708 г. Булавин вернулся на Дон вместе с запорожскими сторонниками, и вскоре численность повстанцев достигла 20 тысяч человек. 1 мая восставшие захватили столицу Войска Донского Черкасск и разгромили донского атамана. 9 мая Булавин был провозглашен новым атаманом. На подавление восстания правительству удалось собрать войско численностью около 30 тысяч человек, в том числе два полка, присланные украинским гетманом Иваном Мазепой. К концу июля основные части восставших были разгромлены, Булавин убит, Войско Донское присягнуло на верность царю. В результате этих событий восемь донских городков были разрушены, у Войска Донского была отнята часть земель, и оно потеряло автономию.
Не успели царские войска разгромить последние отряды донских повстанцев, как в конце октября 1708 г. «Гетман и Кавалер Царского Пресветлого Величества войска Запорожского» Иван Мазепа (1639−1709) бежал в лагерь шведского короля Карла XII, который двигался с войском по Слободской Украине. За гетманом Мазепой последовали до 10 тысяч запорожских казаков — вдвое меньше, чем численность восставших против царской власти казаков на Дону полугодом ранее. В общем, переход во время войны, в непосредственной близости от театра военных действий на сторону противника не имел оправдания и по средневековым канонам феодального вассалитета. Вассал мог «отъехать» на службу другому сеньору (что было широко распространено в ВКЛ), но не во время военного похода. С точки же зрения формировавшегося тогда современного представления о государственном подданстве (на основе политического идеала абсолютистской (не контрактной) власти государя над подданными и камералистского учения о государстве, верховным воплощением которого и является государь) — поступок гетмана Мазепы был государственным преступлением. Однако Петра он привел в ярость, прежде всего, как акт личного предательства: он слепо доверял Ивану Мазепе, прислушивался к его советам (особенно в том, что касалось польской политики) и щедро награждал его. Помимо обширных земельных пожалований, Петр добился для него титула князя Священной Римской империи всего за год до того, а в 1700 г. наградил первым российским орденом Андрея Первозванного — Мазепа стал вторым (после Федора Головина) кавалером ордена. Ивану Мазепе уже приходилось менять присягу верности государю (начинал он свою службу при польском дворе), хотя и не при таких драматичных обстоятельствах. Он был расчетливым царедворцем и политиком, и его лояльность Петру I не имела ничего общего с личной преданностью. Считается, что мечтавший о наследственной княжеской или королевской власти над Малороссией Мазепа установил связь с Карлом XII и его кандидатом на польский престол Станиславом Лещинским еще в 1707 г., после серии поражений армии Петра I в Северной войне. Впрочем, и тогда он будто бы сказал: «Без крайней, последней нужды я не переменю моей верности к царскому величеству… Пока не увижу, что царское величество не в силах будет защищать … всего своего государства от шведской потенции».
