Однако весной 1708 г. Булавин со своими казаками появился в верховых казачьих городках, собрал там сообщников, разбил отряд донских старшин на р. Лисковатке и вскоре без сопротивления овладел Черкасским городком. По постановлению Войскового круга были казнены старшины, выступавшие против Булавина, а 9 мая сам Булавин был избран войсковым атаманом.
Зная крутой нрав царя, булавинцы сделали попытку начать с ним переговоры и уверить, что теперь, сменив прежнего старшину, по-прежнему будут верно служить ему. Одновременно они двинули войско на Волгу, где захватили город Дмитриевск (Камышин) и осадили Саратов. Другое войско должно было сдерживать царские войска в случае их наступления на Дон. И еще один отряд сам Булавин готовил к походу на Азов.
Правительство направило против булавинцев полки регулярной армии, карательную экспедицию возглавил брат Ю. Долгорукого, лейб-гвардии майор князь Василий Долгорукий. В боях с войсками В. Долгорукого казаки потерпели поражение. Поход на Азов тоже закончился неудачей.
Пока шло сражение за Азов, в самом Черкасском городке старшины напали на Булавина и убили его. Потом они распространили слух, что Булавин застрелился. Самоубийство считалось страшным грехом, и церковь запрещала хоронить самоубийц на кладбищах.
Каратели Долгорукого двинулись по Дону, творя в городках суд и расправу. Казаки восстававших городков уничтожались поголовно. В городках, которые не восставали, убивали каждого десятого. Позже Долгорукий утверждал, что истребил 23 500 казаков. Никогда еще донское казачество не переживало такого разгрома.
Атаман Игнат Некрасов увел часть уцелевших повстанцев на Кубань, во владения крымского хана. Так за пределами России появились казаки-некрасовцы.
Разгром Булавинского восстания позволил русскому правительству упрочить свою власть на Дону. По указу Петра I от 18 декабря 1708 г. земля Войска Донского была включена в состав Азовской губернии. Часть земли по Северскому Донцу у казаков отобрали. Нового войскового атамана Петра Рамазанова назначил сам Петр I, не спрашивая мнения Войска. С 1718 г. избрание новых войсковых атаманов стало утверждаться царем, причем без права переизбрания Войсковым кругом. Наконец 3 марта 1721 г. Войско Донское было передано из ведения Иностранной коллегии в ведение Военной коллегии. Это, помимо прочего, означало включение Войска Донского в состав Российского государства и присоединение его земель к России.