Много споров среди историков вызывает и поведение Петра Басманова. С одной стороны, он был обласкан Борисом и Фёдором Годуновыми и получил назначение, намного превышающее положенное ему по знатности рода. С другой стороны, заговорщики князья Голицыны по матери приходились ему двоюродными братьями. А отец царицы Малюта Скуратов был инициатором расправы над несколькими Басмановыми. В конце концов и Пётр Басманов перешёл на сторону заговорщиков. По одной версии, Басманов лично возглавил мятеж, а по другой — не принял должных мер для его подавления и позволил для вида связать себя.
7 мая в лагере правительственных войск под Кромами вспыхнул мятеж. На помощь мятежникам подошли войска самозванца. Некоторое число дворян и простых ратников бежали в Москву, остальные присягнули самозванцу.
Первым делом Лжедмитрий распустил царское войско. Значительная часть дворян и простых ратников колебались в своём выборе, а может, они попросту испугались. Иметь такое войско было слишком опасно. Да и сами дворяне и ратники давно мечтали разойтись по домам. Из самых ревностных сторонников самозванца, бывших в царском войске, сформировали особый отряд. Командовать отрядом Лжедмитрий поручил Борису Михайловичу Лыкову.
В середине мая 1605 года Лжедмитрий прибыл в Орел. Там он учинил суд над теми воеводами, которые, попав в плен, отказались ему присягать, „...приидоша ж под Орел и, кои стояху за правду, не хотяху на дьявольскую прелесть прельститися, оне же ему оклеветанны быша, тех же повеле переимати и разослати по темницам“. В тюрьму был отправлен и боярин И. И. Годунов.
Затем самозванец двинулся к Москве. Его сопровождали около тысячи поляков и около двух тысяч запорожских казаков и конных русских ратников. По дороге из Орла в Москву население радостно встречало Отрепьева. Лишь гарнизоны Калуги и Серпухова оказали некоторое сопротивление. Тем не менее, самозванец двигался к Москве крайне медленно.
По приказу царя Фёдора Москва стала готовиться к обороне. На стенах Белого и Земляного города устанавливались пушки.
31 мая отряд казачьего атамана Корелы обошёл заслоны правительственных войск на Оке в районе Серпухова и разбил лагерь в десяти верстах к северу от столицы, на Ярославской дороге. На следующий день посланцы самозванца дворяне Гаврила Пушкин и Наум Плещеев в сопровождении казаков проникли в Москву и собрали на Красной площади большую толпу. С Лобного места Пушкин зачитал грамоту самозванца, написанную на имя бояр Мстиславского, Василия и Дмитрия Шуйских и других, окольничих и граждан московских.
Лжедмитрий напоминал в ней о присяге, данной его отцу, Ивану IV, о притеснениях, причинённых ему в молодости Борисом Годуновым, о своём чудесном спасении (в общих, неопределённых выражениях), прощал бояр, войско и народ за то, что они присягнули Годунову, „не ведая злокозненного нрава его и боясь того, что он при брате нашем царе Феодоре владел всем Московским государством, жаловал и казнил, кого хотел, а про нас, прирождённого государя своего, не знали, думали, что мы от изменников наших убиты“. Самозванец напомнил о притеснениях, какие были при царе Борисе „боярам нашим и воеводам, и родству нашему укор и поношение, и бесчестие, и всем вам, чего и от прирождённого государя терпеть было невозможно“. В заключение Лжедмитрий обещал награды всем, кто его признает, и гнев божий и свой царский в случае сопротивления.
Народ взволновался. Бояре сообщили патриарху Иову о мятеже, тот умолял бояр выйти к народу и образумить его. Бояре вышли на Лобное место, но ничего не могли поделать. Толпа потребовала от князя Василия Шуйского сказать правду, точно ли он похоронил царевича Дмитрия в Угличе? Шуйский ответил, что царевич спасся, а вместо него убит и похоронен попов сын. Ворота в Кремль не были заперты, толпа ворвалась туда и захватила царя Фёдора с матерью и сестрой. Их отправили в старый дом Бориса Годунова, где он жил, будучи боярином. К дому был приставлен крепкий караул.
Другие толпы москвичей кинулись грабить дома Годуновых и их родственников, заодно были разбиты винные подвалы и кабаки. Началось повальное пьянство.
Получив известие о перевороте в Москве, Лжедмитрий 5 июня 1605 года прибыл в Тулу. Там его встретили как царя. Лжедмитрий отправил обращение к Боярской думе с приказом выслать в Тулу князя Мстиславского и прочих главных бояр. По постановлению Думы 3 июня в Тулу отправились князья Н. Р. Трубецкой, А. А. Телятевский и Н. П. Шереметев, а также думный дьяк Афанасий Власьев. Туда же отправились все Сабуровы и Вельяминовы, чтобы вымолить себе прощение Лжедмитрия. Пётр Басманов, расположившийся в Серпухове, именем государя не пропустил родню Годунова в Тулу.