Пока Лжепетр вершил суд и расправу в Путивле, мятежная армия во главе с воеводами «царя Дмитрия» Иваном Болотниковым и Истомой Пашковым подступила к Москве. 2 декабря 1606 г. Болотников был разбит под селом Заборьем, отступил в Калугу и сел в осаду. В начале 1607 г. Лжепетр выступил на помощь союзнику и перешел из Путивля в Тулу. На реке Вырке этот отряд был атакован боярином И.Н.Романовым. Казаки пытались загородиться обозами, отчаянно сопротивлялись, но несли большие потери. Немногие оставшиеся в живых «под собою бочки с зельем зажгоша и злою смертью помроша». Другой отряд, посланный Лжепетром в городок Серебряные Пруды, также был разбит — царским воеводой князем А.В.Хилковым.
В мае Лжепетр предпринял вторую попытку оказать помощь осажденной Калуге. Войско возглавил князь А.А.Телятевский. 3 мая 1607 г. он разбил на реке Пчельне боярина князя Б.П.Татева, но, опасаясь столкновения с основными силами Шуйского, возвратился в Тулу. Битва на Пчельне оказала деморализующее влияние на царскую армию под Калугой, и Болотников, воспользовавшись этим, предпринял успешную вылазку и перешел в Тулу. Ослабленная армия Болотникова влилась в войско Лжепетра. Тула стала центром восстания, против которого и направил основные силы Василий Шуйский. Сражение между Телятевским и воеводами А.В.Голицыным и Б.М.Лыковым, разыгравшееся на реке Возме, было жестоким и продолжительным. Телятевский и Болотников потерпели поражение и бежали в Тулу; уцелевшие казаки засели в оврагах и соорудили острожек.
Осада Тулы началась 30 июня. Крепкие стены города и упорство осажденных успешно противостояли царской армии. Воеводам Лжепетра удалось сделать несколько успешных вылазок. Пока Шуйский стоял под Тулой, в Астрахани появился новый самозванец — Август, «сын» Ивана Грозного и царицы Анны Колтовской, выдвинутый волжскими казаками. Он смог взять Царицын, но был отбит от Саратова. Еще большую опасность представлял человек, принявший имя «царя Дмитрия». Войско Лжедмитрия II пополнялось медленно; только в сентябре он смог во главе отрядов польских наемников, казаков и русских «воров» двинуться на помощь Лжепетру и Болотникову. 8 октября Лжедмитрий II разбил под Козельском царского воеводу князя В.Ф.Мосальского, а 16 взял Белев, но дни мятежной Тулы были уже сочтены. Через несколько месяцев осады в городе начался голод. Осаждающие запрудили реку Упу, и вода залила остатки съестных припасов. По требованию обессиленных защитников крепости вожди восстания были вынуждены вступить с Шуйским в переговоры о сдаче. Царь обещал сохранить жизнь руководителям тульской обороны, но не сдержал своего слова. И.И.Болотников был сослан в Каргополь, ослеплен и утоплен. О казни Лжепетра сохранились различные свидетельства. Краткий летописец начала XVII в. свидетельствует, что царь, «пришел к Москве, вора Петрушку велел повесить под Даниловским монастырем по Серьпуховской дороге»16. Поляк С.Немоевский сообщает, что царь «приказал связанного Петрашка на кляче без шапки везти в Москву; здесь продержавши его несколько недель в тюрьме, вывели на площадь и убили ударом дубины в лоб».