Від Очакова шведи й козаки попрямували до Бендер. Цілий тиждень долали цей шлях у сто кілометрів через степ, висушений нестерпною спекою. Карл XIІ і Мазепа відправили кожний своїх послів до турецького султана і кримського хана. У Бендерах короля чекав царський посол, який від імені Петра І пропонував Карлу ХІІ мир і домагався голови Мазепи. Король з обуренням відкинув пропозиції царя. Карл XII і надалі рішуче відкидав настирливі цареві домагання про видачу гетьмана.
Як свідчать сучасники, Петро І на саму згадку про Мазепу впадав у приступи такої нестримної скаженості й люті, що наводив жах на своє оточення. Агенти царя весь час намагалися підкупити за великі гроші турецьких правителів, аби ті видали Мазепу. Цю вимогу Петро І виклав і у своєму листі до голови турецького уряду — великого візиря, переданому царським послом у Константинополі. Великому муфтію за сприяння в цій справі пропонували 300 тисяч талерів — величезні для того часу гроші.
На захист Мазепи перед турецьким урядом виступив посол Карла XII в Константинополі Найгебавер. Він передав великому візиру меморандум, в якому, між іншим, зазначалося: «козаки не є підданими царя, бо тільки прийняли його дуже далеку опіку, тому-то вони мали повне право виступити збройне проти гніту, який зовсім не приховував свого наміру, щоби знищити козацькі вольності».
Турки залишилися вірними заповітові свого Корану — не видавати втікачів, які шукають у них охорони, й не віддали старого гетьмана на люту помсту жорстокого царя. Першого серпня Мазепа прибув до Бендер, де його з королівськими почестями прийняв турецький генерал-губернатор і повідомив про рішення султана, котрий до того ж наказав ставитися до гетьмана з великою пошаною.
Мазепа два місяці прожив у своєму домі у Варниді, передмісті Бендер. Моральні й фізичні випробування остаточно підірвали його здоров'я. Життя відходило від нього. Він поволі згасав. Дбав про нього всі ці останні дні небіж Войнаровський, який жив у сусідній кімнаті. Часто просиджував з Мазепою вірний Пилип Орлик, якого Мазепа хотів зробити спадкоємцем своєї ідеї. Він передав йому свій політичний заповіт. Відвідував гетьмана й Карл XII.
Наприкінці вересня з міста Ясси привезли православного священика. Мазепа висповідався. Потім він уладнав свої справи щодо майна. Йдеться про двоє боченят, наповнених золотими дукатами, а також два мішечки з коштовностями, а головне — про скриньку з паперами, яку все своє життя марно шукав Петро. Для цієї справи, за проханням Мазепи, Карл XII прислав 29 вересня шведського комісара Сольдана — знавця слов'янських мов, який і раніше полагоджував ділові справи українців у головному штабі шведів. Мазепа довірив йому розпорядитися паперами і майном і впорядкувати передсмертний заповіт. Сольдан залишив спогади про останні дні гетьмана України, який іще мав сили жартувати щодо своєї долі, порівнюючи її з долею Овідія, поета-вигнанця стародавнього Риму, котрий помирав у тих самих краях.
Першого жовтня увечері Мазепа втратив пам'ять і майже добу тривало його марення. Він кликав свою матір, говорив про битви. О четвертій годині прийшов попрощатися зі своїм союзником і другом шведський король, а з ним і офіційні представники Англії та Толландаї.
Від полудня другого жовтня навколо гетьманського дому почали збиратися люди — шведи, поляки, турки, найбільше ж було козаків. У тривожному мовчанні стояли вони весь час, навіть коли розпочалася й довго тривала буря й страшенна злива.
О десятій годині вечора 2 жовтня 1709 р. Іван Мазепа відійшов. На порозі дому з'явився Орлик і сповістив: «Панове козаки, ясновельможний пан гетьман Іван Мазепа вмер». Всі впали навколішки й перехрестилися. Із бендерської фортеці почали бити гармати.
В останню путь великого гетьмана України Івана Мазепу провели урочисто і з печаллю. Похоронну процесію відкривали шведські фанфари та козацькі сурми, що грали навперемінно. За ними козацька старшина несла ознаки гетьманської влади: булаву, оздоблену самоцвітами, прапор і бунчук. Труну, вкриту малиновим оксамитом із золотим шиттям, везли на возі, запряженому шестернею, на яких їхали козаки з піднесеними вгору шаблями. За домовиною йшли шведський король зі своїм почтом і уповноважені при ньому іноземні посли, а також представники султана, молдавський і волоський господарі. За ними їхали верхи на конях Орлик і Войнаровський, козаки. Далі з опущеною зброєю й похиленими прапорами — королівські трабати у барвистих одностроях і яничари в білому. За стародавнім звичаєм голосили українські жінки. В останніх рядах юрбою йшли вірмени, цигани, татари і поляки.
Прощальна відправа відбулася за обрядом козацької традиції в маленькій православній парафіяльній церкві села Варниці, поблизу Бендер. Потім Орлик з огляду на присутніх іноземців виголосив латиною промову, нагадавши про перемоги та добрі вчинки й дії гетьмана. Особливо спинився на його великих планах визволення України. «Той великий славний муж, що залишився на старі літа без нащадків і з великим майном, жертвував усім, щоби виборити волю своїй батьківщині. Він не вагався зректись усього, що може бути найдорожче на цій землі, й віддав власне життя за визволення рідного краю з-під московського ярма… Ім'я Мазепи житиме вічно зі славою в пам'яті нашого народу, бо він бажав для нього свобідного розвитку всіх його безконечних можливостей».
Першим схилив голову на прощання перед тлінними останками Мазепи Карл XII, за ним це зробили всі присутні. Завершилася відправа салютом козацьких самопалів, шведських і турецьких рушниць, пострілами гармат. Потім кортеж із труною гетьмана в супроводі відділу козацького війська відвіз її до Галаца й там, у землі Молдавії — православного князівства, що було під протекторатом Туреччини, — поховали гетьмана.
У головній церкві Святоюрського монастиря Галаца козаки збудували посеред церковної трапезної цегляний льох-гробницю й у ньому поховали тіло свого гетьмана. На домовину було покладено мармурову плиту з карбованою на ній епітафією, гербами України та Мазепи, а також фігурою одноголового орла. Але Мазепа, який не знав спокою за життя, не знайшов його й після смерті. Через декілька місяців після похорону, під час прутської кампанії, що була за господаря Дмитра Кантемира, турецьке військо зайняло й пограбувало Галац. Турки, сподіваючись знайти великі скарби в могилі Мазепи, викопали тіло гетьмана й викинули його останки на берег Дунаю. Допоміжний український корпус під проводом Орлика, що воював тут на боці турків, дізнавшись про святотатство, поклав останки Мазепи знову в давню могилу.
Майже через півтора століття, у 1835 р., родичі померлого молдавського боярина Дмитра Дерикча Баші, щедрого дарителя на Святоюрський монастир, виявили бажання поховати його посеред трапезної. Ченці відкрили могилу Мазепи, але вони не пам'ятали, чия це могила. На зачовганій богомольцями плиті напис неможливо було прочитати. Боярина поховали обіч тлінних останків Мазепи. Коли ж молдавський уряд заборонив хоронити людей у церквах, родичі цього боярина добули з могили кістки і боярина, й Мазепи і поклали їх у новій могилі — праворуч при вході до церкви. Надмогильна плита після довгих перипетій загубилася.
Місце поховання Мазепи відвідувало багато українських патріотів. У 1722 р. Орлик, проїжджаючи через Галац, уклонився могилі гетьмана. Він записав: «Був я у церкві св. Юрія, відвідав гріб покійного Мазепи. Я молився за його душу і казав відправити за нього панахиду з жалю, що така велика людина не має гідного для себе гробу». Український історик і офіцер російської армії Мартос напередодні війни з Наполеоном, у 1811 р., проїжджав зі своїм військовим підрозділом через Галац. Він напівтаємно відвідав могилу Мазепи. Паломництво до гробу гетьмана офіційні царські кола вважали мало не державною зрадою, змовою проти царської влади.
Український патріот Мартос зафіксував у своїх споминах ті роздуми й почуття, які пройняли його на могилі великого гетьмана. «Мазепа вмер далеко від свого рідного краю, за незалежність якого боровся. Він воював за свободу і за це вартий пошани прийдешнім поколінь. Коли він загинув, сини України втратили ті святі права, які Мазепа обороняв так довго із завзяттям і любов'ю справжнього патріота. Він щез, а разом із ним щезло ім'я України й славетних козаків. Він вирізнявся великими прикметами й підтримував розвиток наук. Відновив Київську Академію і збагатив її бібліотеку рідкісними дорогоцінними рукописами. Й ту людину, яка вернула Академії її славу, яка побудувала або відновила стільки святинь, проклинають щороку в першу неділю великого посту… Мазепа — освічена й гуманна людина, удатний полководець і провідник вільного, отже, щасливого народу! У Києві я був присутній на цій негідній відправі, в якій, на ганьбу нашої церкви, беруть участь митрополит, єпископ і все духовенство».