Богдан Хмельницкий сумел добиться поддержки крымского хана, который, опасаясь совместного наступления русских и польских войск на Крым, выслал ему на помощь войска. Благодаря удачным совместным действиям казачьей пехоты и татарской конницы армия Речи Посполитой была разбита, ее командующие попали в плен. Большая часть украинских земель была охвачена массовым крестьянским восстанием. Восставшие захватили земли католической церкви. В огне восстания возникло новое государство — гетманство во главе с Богданом Хмельницким, в котором господствующей социальной группой стало казачество. С этого времени началась война между гетманством, которое формально продолжало оставаться частью Польско-Литовского государства, и Речью Посполитой, которая хотела вооруженной рукой уничтожить это политическое новообразование. В ходе войны, растянувшейся на ряд лет и сопровождавшейся страшным разорением земель, охваченных военными действиями, сложилась ситуация, при которой ни гетманство не могло нанести решающее поражение Речи Посполитой, ни Речь Посполитая не могла уничтожить гетманство. Такая ситуация отвечала интересам Крыма, который всячески стремился ее сохранить, так как, выступая в роли арбитра в споре и не давая ни одной из сторон усилиться за счет другой, он удерживал их в определенной зависимости от себя.

Присоединение украинского гетманства к Русскому государству. У казацкой верхушки во главе с Хмельницким не было иллюзий относительно Крыма. Поэтому с самого начала она стала добиваться перехода гетманства под верховную власть царя. Прошло шесть лет, прежде чем русское правительство пошло навстречу этим предложениям. Одной причиной была неустойчивость внутреннего положения в России, где лишь к началу 1651 г. была достигнута определенная стабилизация. Другая была связана с тем, что после уроков Смоленской войны нужно было провести целый ряд преобразований в армии, чтобы она была готова к войне с Речью Посполитой, которая неизбежно должна была последовать за принятием Запорожского войска под покровительство царя, накопить необходимые для ведения войны средства. По оценке русского правительства, соответствующие условия полностью сложились к 1653 г. На созванном в Москве Земском соборе после длительного обсуждения 1 октября 1653 г. было принято решение «принять» Запорожское войско под верховную власть Москвы и объявить войну Речи Посполитой. На Украине решение о переходе под власть царя было принято на казацкой раде в Переяславе в январе 1654 г. После этого население гетманства принесло присягу новому государю. На протяжении 1654 г. был выработан ряд документов, определявших положение гетманства как автономного политического образования в составе Русского государства. Ряд русских жалованных грамот санкционировал отношения, сложившиеся в украинском обществе в годы народно-освободительной войны, и роль в нем казачества как господствующей социальной группы. Тем самым русская власть, как гарант сложившихся отношений, оказывалась в роли арбитра в случае споров между разными частями украинского общества. Автономия гетманства была достаточно широкой. Оно не должно было уплачивать налоги в государственную казну. Вся полнота власти в нем принадлежала гетману — выборному предводителю казаков. Хотя в Киеве уже в 1654 г. был размещен русский гарнизон, командовавшие им воеводы не должны были вмешиваться во внутреннюю жизнь украинского общества.

Русско-польская война 1654–1655 гг. 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 русскопольских 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.