Коли 1700 р. російський цар Петро І розпочав війну зі Швецією за прибалтійські землі, Україна й українські війська брали в ній активну участь. Шведський король Карл X!! розгромив російську армію і повів своє військо на територію Польщі. Саме тоді Петро І розпочав реформування своєї армії. Здається, що однією з причин невдач Мазепи було те, що він не зумів також вдатися до реформування свого війська — воно залишилося відсталим порівняно з військовими силами інших держав. Чи гетьман не розумів важливості таких новітніх перетворень, чи не дозволено було йому це робити російським царем — питання неясне. Але найлогічніше буде припустити: йому це не дозволялось.
Мазепа входить у зв’язок з новим польським королем Станіславом Лєщинським, як і з Карлом XII. Є підстави вважати, що Мазепа проводив переговори окремо з новим польським королем, ставлеником шведів Лєщинським, і окремо зі шведами. Справа виглядала так, що в ході Північної війни для України не було виграшної ситуації. Якщо перемогли б Карл XII і польський король Лєщинський, то Україна потрапила б під владу Польщі, і всі завоювання українців загинули б. Якщо перемога була б на боці Росії і старого польського короля Августа ІІ, союзника Петра, Україну поділили б обидві ці держави і рештки її державності були б остаточно знищені. Відомо, що коли над Україною з’явилась загроза вторгнення польських військ і Мазепа звернувся до Петра І, просячи військової допомоги, цар відповів: "Я не можу дати навіть десяти чоловік, борися, як знаєш". Отже, цар віддавав Україну на поталу ворогам. І взагалі хотів її знищити.
Цю думку підтверджують виявлений згодом в архіві французького міністерства закордонних справ проект Петра І від 1703 р., в якому планувалося усунути гетьмана силоміць від влади, винищити усіх козаків, українські землі віддати росіянам та німцям, ще "раз і назавжди знищити огнище ворохобників". Були й інші проекти: передати Україну в управління найближчому сподвижнику Петра — Меншикову або ж англійському герцогу Мальборо. Петро зраджував Україну і в часи переговорів з польським королем Августом II, обіцяючи йому віддати частину міст на Правобережній Україні і в Стародубському полку.
Мазепа розумів, що Польща ніколи не згодиться на окреме Русько–українське князівство й федерацію з ним; справа з Москвою була безнадійною, як і з Туреччиною і Кримом. Тому, ведучи переговори з Лєщинським про майбутню федерацію, як того хотіла одна група старшин, він одночасно розпочинає переговори з Карлом XII. За таємною угодою зі шведами Україна мала стати незалежною державою, а Мазепа — довічним її правителем, гетьманом. Після його смерті гетьмани мали обиратись.
Пізніше придворні короля Карла XII, шведські дипломати повідомляли, що для них переговори з Мазепою — це подія великого значення, бо гетьман пропонує йти на Москву через Полтаву, обіцяє допомогу. Так і сталося. Карл XII повернув в Україну.
Але Мазепа довго вичікував, адже військ у нього не було — більшість козацьких полків була в Прибалтиці. За цей час російські війська розгромили великі сили шведської армії на Лісній (сучасна територія Білорусі). Мазепа ж чекав і далі, коли шведи ступили на територію України, почали насильно відбирати в населення продовольство й фураж і тим настроїли їх проти себе. Український народ чинив опір грабіжникам, і шведські війська опинились у несприятливому для себе середовищі.
Після цього ми бачимо Мазепу в таборі Карла XII. Це було восени 1708 року.
Гетьманська Україна в роки Північної війни
Гетьман Іван Мазепа довго еквілібрував у внутрішній і зовнішній політиці між окремими старшинськими угрупованнями й державами.
Поява ж шведських військ в Україні змусила його вживати термінових заходів. Він вирішив прийти до Карла XII з військами, але не міг зібрати усіх своїх полків. Велика частина була поза межами України — вони були на театрах воєнних дій у Прибалтиці, у Польщі разом із російськими військами в боротьбі зі шведами і польськими прибічниками Карла XII. У розпорядженні гетьмана на той час було тільки три полки — Миргородський, Лубенський та Прилуцький. Тож гетьман з’явився у таборі Карла XII лише з невеликою частиною козаків. Одразу ж російські війська на чолі з Меншиковим оточили столицю Гетьманщини — місто Батурин. 27 жовтня 1708 р. Петро І видав маніфест, у якому сповістив, ніби гетьман зник невідомо куди. 28 жовтня він уже повідомив про його зраду та наказав усім мазепинським полковникам повернутися до Росії, інакше вони будуть страчені. На підтвердження цієї погрози Петро І видав наказ про арешт сімей усіх полковників, що були разом із Мазепою в таборі Карла XII. їхні родини були звезені до Глухова і чекали вирішення своєї подальшої долі.
Крім того, Петро І звернувся з маніфестом і до українського народу, де відзначав, що українці мужньо б’ються проти ворожих військ, закликав посилити цю боротьбу. У той же час він очорнював Мазепу як зрадника, котрий нібито хотів віддати Україну полякам, а православну церкву — уніатам. Петро І ще звинуватив Мазепу в тому, що той ніби наклав на свій народ податки на свою користь, а він, Петро І, скасував деякі з них — отже, виставляв себе захисником України. Так почалася багатовікова політика очорнення московськими царями державницької діяльності гетьмана Мазепи. Цар Петро змусив своє духовенство, серед якого було чимало українців, проклинати "зрадника" Мазепу, і його проклинали упродовж віків і в тих церквах і соборах, які він будував за свій кошт. Лише 1992 року українське духовенство зняло анафему з імені гетьмана.
Для історіографів залишається загадкою, чому Карл XII, до якого прийшов Мазепа з дев’ятьма полковниками і чотирма тисячам козаків, не послав допомоги обложеній російськими військами столиці Гетьманщини — Батурину, що була міцною фортецею Лівобережжя, мала достатньо запасів продовольства й озброєння й уперто оборонялась.
Сили Меншикова, які нараховували 10 тис. воїнів, переважали сили замкнутої в Батурині козацької залоги. Деякі історики вважають, що Карл XII був великий полководець, знаменитий стратег, але нікчемний політик. Тому він не розібрався в ситуації в Україні. Карл XII, кажуть, і не відразу прийняв Мазепу, коли той 24 жовтня 1708 р. з’явився в його таборі, а зробив це лише 28 жовтня. Можливо, Карл зважав на те, що Мазепа переходить до нього не як підлеглий, а як політик, що хоче відродити з його допомогою "особоє княженіє", як говорив Петро I, тобто Українську державу. Імовірно, це зупиняло Карла XII. Можливе й ще одне: Мазепа проводив також переговори з польським королем Станіславом Лєщинським, а не лише з ним. Це змусило його насторожитись: погано, коли за спиною державця про щось домовляються сателіти.