На подавление мятежа в 1707 г. был послан отряд под руководством князя Юрия Владимировича Долгорукого. Булавин 9 октября напал на этот отряд и уничтожил его. Долгорукий был убит. Булавин пошел по донским городкам, рассылая призывные грамоты. Атаман Лукьян Максимов, узнав, что Булавин убил Долгорукого и поднимает бунт, пошел против него и разгромил мятежников у речки Айдар. Булавин, потеряв человек 200, скрылся в лесу. Но его дело не окончилось. Вскоре Булавин появился в Запорожье. Около него собралось несколько сотен казаков, которые переправились через Днепр и стали на речке Вороновка. Атаман восставших разослал новые призывные грамоты по многим районам Украины. Более того, он обратился за помощью к Крыму и Турции.

В марте 1708 г. Булавин появился на реке Хопер, там к нему пристало еще 500 казаков. 8 апреля его встретил царский полковник Николай Васильев. У восставших было 5 тысяч человек, у Васильева — 3 тысячи. Булавин напал на царское войско, разогнал его, захватил казну. Силы восставших быстро росли. В Бузулуке, Медведице, Северном Донце к восставшим присоединилось около 9 тысяч человек. Волнения распространились на Тамбов. 28 апреля Булавин овладел Черкассами. У него насчитывалось уже 15 тысяч воинов. 1 мая казаки выдали Булавину донского атамана Лукьяна Максимова и многих старшин, некоторых из них казнили.

Петр был очень встревожен взятием восставшими казаками Черкасс. Но это был последний успех Булавина. Уже в первых числах мая, тотчас же после взятия города, некоторые казаки начали советоваться, как бы избавиться от Булавина. Силы восставших были раздроблены. Отряды, возглавляемые атаманом Семеном Драным, ушли на север. Другой отряд восставших ушел на юг, к Азову. Вскоре отряд Драного был разбит. 5 июля восставшие подступили к Азову. Против них вышел полковник Николай Васильев. Восставшие казаки были оттеснены и бежали в Черкассы. Недовольные казаки окружили дом Булавина. Тот долго отбивался, но видя, что сопротивление бесполезно, застрелился. Вместо Булавина атаманом был избран донской атаман Илья Зерщиков. Но вскоре судьба восставшего казачества была решена: против 30-тысячного царскою войска они устоять не могли.

А тем временем обстановка на Западном театре войны продолжала усложняться. Петр и его приближенные думали, что шведы быстро вторгнутся в пределы России. Однако Карл XII четыре месяца бездействовал на левом берегу Вислы. Шведы хозяйничали в Польше. Лишь в конце декабря 1707 г. Карл XII перешел Вислу и двинулся в Лифляндию.

Встретив новый, 1708 г. в Москве, Петр 6 января выехал в Гродно. Но Карл XII его опередил и 26 января был уже в этом городе. 28 января царь прибыл в Вильно. Все гадали, куда пойдут шведы. А Карл XII с 35-тысячным войском двинулся на юго-восток и надолго остановился в местечке Радошковичи, Петр сильно страдал от лихорадки. Но это не мешало ему укреплять Санкт-Петербург и координировать действия русских войск. В июне Карл XII переправился через Березину.

3 июля 1708 г. произошла битва при Головчино. Бон шел 5 часов. Урон с обеих сторон был велик. Русские отступили к Шклову, Могилеву, Копоси. Карл XII вступил тем временем в Могилев. Здесь он на месяц задержался, так и не дождавшись подкрепления.

29 августа русские войска во главе с князем Михаилом Голицыным напали на шведов. Это сражение произошло у местечка Доброго. Русские войска, пожалуй, впервые показали предельную организованность, взаимодействие различных родов войск, маневренность. Шведы потеряли убитыми более 2 тысяч, русские 375 человек. Голицын отвел свои войска к северу.

27 сентября Петр настиг шведов недалеко от города Пропойска у деревни Лесной и 28 сентября с блеском выиграл сражение. У русских под Лесной из 14 тысяч человек было убито 1,1 тысячи, ранено 2,8 тысячи, у шведов из 16 тысяч убито 8 тысяч человек, было множество раненых и плененных. Таким образом, шведский генерал Левенгаупт был крепко побит и явился к королю без войска, провианта и боеприпасов, эта победа подняла дух русских воинов. На севере, в Ингерманландии, понес поражение шведский генерал Любекер. Там погибли 3 тысячи шведов.

При таком благоприятном обороте дела Петр вдруг узнал об измене гетмана Мазепы. Как стало известно позднее, Мазепа еще в октябре 1707 г. письменно предложил Карлу XII свои услуги через Станислава Лещинского. Карл XII надеялся, что гетман приведет с собой 20-тысячное казацкое войско, но ошибся. Изменников набралось лишь около 2 тысяч. Карл XII в лице Мазепы не приобрел сильного союзника.

Шведы 4 ноября перешли Десну, а Петр спокойно отправился в тот же день в Глухов для избрания нового гетмана. 12 ноября проклятие Мазепе провозгласили в Москве, а также на Украине. Гетманом избрали Ивана Ильича Скоропадского.

Карл XII рассылал манифесты по Украине, возбуждая жителей к свержению «тяжкого московского ига». Петр отвечал своими манифестами, в которых призывал население оказывать сопротивление шведам и изменнику Мазепе.

27 мая 1709 г. царь из Азова, где временно находился в связи с возможностью турецкого вторжения, выехал в армию к Полтаве. Здесь Петр стал готовиться к «главному делу» со шведами. Армия шведов была еще сильной, но в ней упала дисциплина, солдаты оказывали неповиновение офицерам. Карл XII по-прежнему искал опасностей. И нашел. Однажды ночью он решил осмотреть русский лагерь и наткнулся на казацкую заставу. Король убил одного из четырех казаков, но кто-то из оставшихся троих ранил его в ногу.