В 1682–1686 годах на Левобережье занимал ответственный пост генерального есаула. С помощью фаворита правительницы Софьи Алексеевны князя Василия Голицына добился ареста гетмана Самойловича и своего избрания на гетманский пост. Это случилось во время Крымского похода и обошлось Мазепе в бочонок с одиннадцатью тысячами золотых рублей и более трёх пудов серебряной посуды. То и другое стало веским аргументом в пользу его кандидатуры.
Мазепа дал присягу на верность Русскому царству и её самодержавному государю Петру I Алексеевичу и был избран «царского величества Войска Запорожского обеих сторон Днепра гетманом».
Добиваясь укрепления личной власти, опирался на казацкую старшину. Он раздавал земли верным людям и всячески препятствовал переходу малороссийских крестьян в казачество, свободное от многих податей и повинностей. Во главе полков ставил своих приверженцев.
Понимая, что в своей политике стремления к полноте личной власти ему не приходится рассчитывать на полную поддержку городовых полков — Черниговского, Глуховского, Полтавского и других, а также запорожцев, Иван Мазепа в противовес им стал создавать так называемые личные «охотные» полки.
Выпускник варшавского Иезуитского коллегиума, Мазепа к тому времени уже состоялся как опытный политик. Стараясь показать свою «верность православию», он расчётливо жертвовал часть своих огромных доходов на содержание и строительство церквей.
Рядовое казачество и крестьянство относилось к Мазепе враждебно: в простом народе гетмана называли «ляхом». Тот знал об отношении к себе населения Малороссии.
…Мазепе приходилось опираться на политическую и военную поддержку русского царя. Пётр I не отказывал ему в поддержке: его резиденцию, укреплённый город Батурин, стал охранять сперва стрелецкий, а затем солдатский полк.
Пётр I Алексеевич считал гетмана умелым правителем. Кроме того, он высоко ценил конфиденциальную информацию о политическом положении в Восточной Европе (прежде всего в Польше) и на Балканах, которую поставлял ему Мазепа. У того действительно имелись широкие связи в Варшаве, в ряде других европейских столиц.
Начиная с 1688 года, в Москву из Малороссии стали поступать доносы о том, что гетман ведёт тайные переговоры со Швецией и Речью Посполитой. Царь считал такие письма клеветой на верного ему человека и переправлял их в Батурин. Авторов таких предупреждений об антимосковской подоплёке тайных переговоров Ивана Мазепы ожидала только казнь.
Малороссийский правитель неоднократно получал от боярской Москвы действительно царские награды. Среди них был орден Святого апостола Андрея Первозванного. Мазепа стал вторым человеком в истории, награждённым этой высшей орденской наградой старой России в 1700 году. После измены гетмана Пётр I издаст указ о лишении уже бывшего гетмана ордена.
Стремившийся не только к личной власти, но и к богатству, Мазепа к концу своей гетманской карьеры стал одним из богатейших людей в Европе. Ему принадлежало свыше 100 тысяч крестьян на Украине и свыше 20 тысяч в России. Пётр I сделал ему немало даров «за верность» тысячами крепостных душ.
…Ивану Мазепе приходилось защищать свой пост не только от «доброжелателей Москвы», но и от самозванцев. В 1692–1695 годах ему пришлось воевать против отрядов «ханского гетманчика» Петрика. Это был авантюрист, претензии которого на украинское гетманство поддержал правитель Крымского ханства. В итоге четырёх лет междоусобной борьбы неудачливый Петрик был разбит.
Во время петровских Азовских походов 1695 и 1696 годов мазепинские полки входили в состав сил боярина Б. П. Шереметева. В 1697–1698 годах вместе с русскими войсками малороссийские казаки ходили на турецкую крепость Очаков.
С началом Северной войны 1700–1721 годов гетман И. С. Мазепа по царскому повелению обеспечивал содержание гарнизонов и фортификационные работы в крепостях Левобережной и Правобережной Украины. Его полки действовали на вспомогательных театрах военных действий: под Псковом, на Волыни, в Галиции и Белоруссии.
Известный своей хитростью Мазепа решил сделать ставку на шведского короля Карла XII, решив, что его королевству уже обеспечена победа над Москвой и армией царя Петра I. В 1705–1707 годах гетман вёл тайные переговоры с находившимся в полной зависимости от Швеции польским королём Станиславом Лещинским. Речь шла о переходе Украины снова под власть Речи Посполитой.
…25 октября 1708 года Мазепа под предлогом присоединения к русской армии перешёл с несколькими тысячами казаков через реку Десну в расположение королевской армии. Но через самое короткое время малороссийские казаки, поняв, что гетман изменил России, стали оставлять лагерь шведской армии. В итоге у Ивана Мазепы, обещавшего привести к Карлу XII всё украинское казачество, осталось всего тысячи полторы людей. Это были запорожцы, казацкая старшина, пеший полк сердюков — личной гетманской охраны. Все остальные полки украинского казачества подтвердили верность русскому государю. Так изменивший клятве «лях» Мазепа лишился поддержки малороссиян — казачества, крестьянства и горожан.