Война России с Речью Посполитой началась весной 1654 г. и сразу ознаменовалась крупными успехами русского оружия. Уже во время кампании 1654 г. русские войска заняли не только Смоленщину, но и восточную часть современной Белоруссии с такими крупными центрами, как Полоцк, Витебск и Могилев. Еще более значительные успехи были достигнуты в военной кампании 1655 г. К лету 1655 г. русские войска заняли большую часть территории Великого княжества Литовского. 4 августа 1655 г. царь Алексей Михайлович въехал в его столицу — Вильно. Одновременно, благодаря действиям русских и казацких войск, власть гетмана Богдана Хмельницкого распространилась на большую часть украинских земель. В своем походе на запад соединенное русско-украинское войско дошло до Львова. В традиционную титулатуру русских монархов были внесены важные изменения: царь теперь именовался «Всея Великия и Малыя и Белыя России самодержцем» и «великим князем Литовским». Русское государство как никогда близко подошло к решению стоявшей перед ним исторической задачи — собирания всех восточнославянских земель в границах Русского государства.
Успехи русского оружия в военных кампаниях 1654 и 1655 гг., резкое ослабление Польско-Литовского государства способствовали вмешательству в происходившие события правителя Швеции Карла Густава. Он стремился не допустить нежелательного чрезмерного усиления России и поставить под свой контроль устье Вислы. Овладев уже ранее опорными пунктами в устьях таких рек, как Западная Двина, Одер, Везер, шведские политики рассчитывали превратить Балтийское море в «шведское озеро». Летом 1655 г. шведские войска вступили на территорию Речи Посполитой и в течение нескольких месяцев, не встречая серьезного сопротивления, заняли территорию Польши, современной Западной Украины, западную часть Литвы. Соглашения, заключенные Карлом Густавом с магнатами и шляхтой разных земель Речи Посполитой, включали обязательство добиться возвращения утерянных территорий на востоке.
Мир с Польшей и война со Швецией. В этих условиях русская внешняя политика резко изменилась. В Москве было принято решение начать войну со Швецией. Летом 1656 г. русская армия во главе с царем Алексеем Михайловичем выступила в поход на Ригу. Были начаты переговоры о союзе против шведов с Данией и другими европейскими государствами. Одной из целей русской внешней политики было не допустить подчинения польских земель шведам, утверждения там шведской власти. Вместе с тем в Москве рассчитывали использовать сложившуюся ситуацию, чтобы добиться выхода к Балтийскому морю. Одновременно были начаты переговоры с противниками шведов в самой Речи Посполитой, которые добивались возвращения в страну бежавшего от шведских войск короля Яна Казимира. Ко времени начала войны никакого соглашения между ними и Россией не было заключено, была достигнута лишь договоренность о проведении мирных переговоров.
Охватившее Польшу восстание поставило находившуюся здесь шведскую армию в трудное положение. Используя это, русские войска сумели добиться ряда успехов на территории шведских владений в Прибалтике: были заняты шведские крепости на Западной Двине, сдался русским войскам такой крупный центр, как Дерпт (Тарту). Однако осада Риги закончилась безрезультатно, и тем самым одна из главных целей войны не была достигнута.
Летом 1656 г. под Вильно начались переговоры о мирном соглашении между Россией и Речью Посполитой. На переговорах целью русских политиков было добиться подчинения всей Речи Посполитой русскому влиянию: Великое княжество Литовское должно было остаться в составе Русского государства, а Польша при жизни Яна Казимира избрать польским королем Алексея Михайловича, который после смерти Яна Казимира должен был занять его трон. На этих условиях Алексей Михайлович был готов заключить союз с Речью Посполитой против шведов и даже поддержать притязания Яна Казимира на шведский трон. Представители Речи Посполитой дали согласие на выбор Алексея Михайловича польским королем, но в обмен на это добивались возвращения утраченных в 1654–1655 гг. земель. По этому вопросу договоренности не было достигнуто, и решение было отложено до созыва сейма. Будущее русско-польских отношений оказывалось неопределенным.
Попытки шведов превратить Балтийское море в «шведское озеро», поставив под свой контроль всю торговлю между востоком и западом Европы, вызвали враждебную реакцию целого ряда европейских государств. К 1658 г. против Швеции, кроме Речи Посполитой, выступала коалиция Австрии, Дании, Бранденбурга и Голландии. В таких условиях Швеция не могла серьезно пытаться вернуть себе утраченные земли, и по перемирию, заключенному в 1658 г. в Валиессари, они остались за Русским государством. Но русское правительство не смогло воспользоваться затруднительным положением Швеции, так как стали все более осложняться отношения с Речью Посполитой и положение на Украине.
Образование антишведской коалиции сильно улучшило международное положение Речи Посполитой, и ее правящие, круги стали терять интерес к соглашению с Россией. Правда, следуя своим формальным обязательствам, сейм в 1658 г. провозгласил Алексея Михайловича наследником польского трона, но при этом царь должен был принять католическую веру (или осуществить унию церквей) и вернуть Речи Посполитой все утраченные ею земли (в их числе и Украину). В конце 1658 г. на территории современной Белоруссии начались военные действия между русскими и польско-литовскими войсками. К этому времени у польских правящих кругов возникла надежда на возвращение в состав Речи Посполитой Украины независимо от соглашения с Россией.
Кризис в украинском гетманстве. После смерти Богдана Хмельницкого в августе 1657 г. на территории гетманства обострились внутренние противоречия, обострения которых в предшествующие годы он сумел не допускать благодаря своему чрезвычайно высокому личному авторитету.
Казацкая верхушка во главе с преемником Хмельницкого на посту гетмана Иваном Выговским, значительная часть которой состояла, как и сам новый гетман, из выходцев шляхты, стремилась занять в украинском обществе то место, которое в нем до освободительной войны занимала шляхта. Такие действия наталкивались на сопротивление широких кругов «показачившихся» в годы освободительной войны крестьян и мещан, добивавшихся признания за ними казацкого статуса, предполагавшего, в частности, освобождение от налогов. В борьбе со «своевольниками», находившими себе опору на Запорожье, казацкая верхушка ожидала поддержки и помощи от русского правительства. Русское правительство, однако, предпочло выступить в роли посредника. Недовольная этим казацкая верхушка решила искать соглашения с Речью Посполитой, которая, казалось, ослабленная долголетней войной, должна была пойти навстречу ее требованиям. Кроме того, гетманство в рамках Русского государства было периферийным политическим образованием, не способным серьезно влиять на принимавшиеся в Москве решения. Казацкие полковники рассчитывали, что гетманство войдет в состав Речи Посполитой как ее третий равноправный член — «Великое княжество Русское» наряду с Польшей и Литвой. 16 сентября 1658 г. в Гадяче был заключен договор с представителями Речи Посполитой, в значительной мере учитывавший эти пожелания. После этого Выговский, подавив выступления «своевольников», объявил о разрыве с Россией, и Алексей Михайлович направил на Украину свою армию.
Выговский получил поддержку из Речи Посполитой, к нему также пришел на помощь с главными силами орды не желавший усиления России крымский хан Мехмед-Гирей. 18 июня 1659 г. под Конотопом русская армия потерпела серьезную неудачу (передовой полк попал в татарскую засаду и был уничтожен) и отступила к русским границам. Крымская Орда, обойдя Белгородскую черту, вторглась в южные уезды Русского государства.
Тем временем выработанный в Гадяче текст соглашения был представлен на рассмотрение сейма, где он подвергся серьезным изменениям. Гетманство должно было занимать лишь часть украинских земель, особого статуса третьего равноправного «члена» Речи Посполитой оно не получило. Кроме того, постановления сейма предусматривали восстановление на этих территориях традиционного административного аппарата и возвращение магнатам и шляхте их владений. В таком виде Гадячский договор был не нужен не только «показаченным» крестьянам и мещанам, но и казацкой верхушке, которая должна была превратиться и на территории гетманства во второстепенную социальную группу. В результате Выговский утратил всякую поддержку на Украине, вынужден был отказаться от гетманства и бежал в Польшу. Новым гетманом был избран сын Богдана Хмельницкого Юрий. На новой казацкой раде в Переяславе в октябре 1659 г. было заключено новое соглашение, определявшее положение гетманства в составе Русского государства. Автономия гетманства была ограничена по сравнению с соглашениями 1654 г., в частности, в целом ряде городов (Переяслав, Нежин и др.) были размещены русские гарнизоны. Однако, несмотря на эти ограничения, новое соглашение давало украинскому обществу, и в особенности казачеству как его социальной верхушке, несравненно больше, чем Гадячский договор.
Возобновление войны с Польшей. Мир со Швецией. Если кризис в отношениях с Украиной временно удалось урегулировать, то международная ситуация менялась в неблагоприятную для России сторону. Оказавшись в тяжелом положении перед лицом коалиции враждебных государств, Швеция была вынуждена в мае 1660 г. заключить мир с Речью Посполитой, отказавшись от всех своих захватов на ее территории. Освободившиеся военные силы правящие круги Речи Посполитой направили на восток, чтобы силой вернуть утраченные в 1654–1655 гг. земли. В этой новой военной кампании они, как ранее Выговский, могли опираться на поддержку Крыма. В 1658–1659 гг. успех сопутствовал русской стороне (потерпел поражение и попал в плен гетман В. Госевский, русские войска заняли Брест), но в 1660 г. положение изменилось. К войскам Великого княжества Литовского присоединилась вся польская армия во главе с ее лучшими военачальниками С. Чарнецким и Е. Любомирским. В июне 1660 г. армия И. А. Хованского потерпела поражение на территории Белоруссии, в октябре 1660 г. другая русская армия во главе с В. Б. Шереметевым на Украине под Чудновом, не получив поддержки казацких полков, была окружена польско-литовским войском и татарами и капитулировала. С начала войны русское правительство прилагало большие усилия для замены традиционного дворянского ополчения полками нового строя — рейтарскими и солдатскими. Для пополнения солдатских полков в 1658–1660 гг. были проведены три общегосударственных набора даточных людей, но к 1660 г. все эти меры еще не могли привести к нужным результатам. Последствия этих военных неудач были очень серьезными. Были потеряны Литва и западная часть Белоруссии. В ноябре 1661 г. после полуторалетней осады польско-литовскими войсками была взята приступом крепость в Вильно, оказавшаяся в глубоком тылу после отступления русских войск в Восточную Белоруссию. На Украине казацкие полки во главе с Ю. Хмельницким принесли присягу польскому королю. Положительным было лишь то, что население Левобережной Украины, где был особенно высоким процент «показаченных», не признало этой присяги и принесло новую присягу царю. Здесь был выбран новый гетман, не подчинявшийся Ю. Хмельницкому.