Но исход дела решило не военное противодействие, а измена дворян. Они вступили с Шуйским в тайные переговоры. Во время битвы за Москву 2 декабря сначала на сторону царя перешли рязанские дворяне во главе с Ляпуновым, а потом отряды Пашкова. Фронт был открыт, и царские войска начали теснить повстанцев. Многие из них погибли на поле боя, других пленили и казнили здесь же на месте. Болотников отступил, огородился лагерем и три дня ещё держался в осаде, пока царская артиллерия не подожгла его укрепления. Но потом он вынужден был уйти в Калугу. Часть его войска бежала в Тулу.
Однако борьба на этом не закончилась.
Со всех сторон и к повстанцам подходят новые силы. В Туле с отрядом в несколько тысяч казаков, холопов, крестьян появился ещё один самозванец, назвавшийся Петром, сыном царя Федора Ивановича. Самозванство становится модой. Простой народ выдумывал себе героев и с упоением шел за ними, порой на верную гибель."
"«Петр» объединяет свои силы с войском Болотникова, и они одерживают ряд побед под Тулой и Калугой. При этом самозванец и его соратники отличаются особой жестокостью по отношению к пленным воинам царя и богатым людям. Но инициатива начинает постепенно переходить к правительственным войскам, тем более что царь Дмитрий так и не появляется. А это сеет смятение и неуверенность в лагере повстанцев.
В мае 1607 г. повстанческое войско все же нанесло поражение армии Шуйского неподалеку от Тулы. Причем командовал повстанцами князь Телетевский, сподвижник Лжедмитрия, враг Шуйского и бывший хозяин Болотникова, а довершил разгром царского войска подошедший на помощь сам Болотников. Но князь не захотел объединять свои силы с бывшим слугой. Победители промедлили и не развили успех. Момент был упущен. Каждый из них самостоятельно вернулся в Тулу.
Там и окружила повстанцев стотысячная армия Шуйского. Царь сам прибыл под Тулу для руководства осадой. Незадолго до этого он издал ряд указов, которые, с одной стороны, содействовали расколу среди повстанцев, особенно между холопами и крестьянами, а с другой — привлекли на его сторону дворян. Он приказал давать свободу холопам, которые покинут лагерь повстанцев, и запретил превращать свободных людей в холопов без их согласия. В то же время правительство продлило срок сыска беглых крестьян с 5 до 15 лет. Крепостной режим ужесточался, что было на руку дворянам.
Четыре месяца обороняли повстанцы каменный кремль Тулы. Совершали вылазки, наносили правительственным войскам большой урон. Наконец царские воеводы пошли на жестокий шаг: плотиной они перекрыли местную реку Упу, вода хлынула в город и затопила запасы продовольствия и порох. В городе начался голод. Повстанцы зароптали, и тогда их вожди пошли на переговоры с Шуйским.