Первый этап очередной гражданской войны в 1658–1663 годах завершился, таким образом, территориальным расколом Украины, что породило следующий виток борьбы за власть, облегчило московским властям процесс инкорпорации Гетманата в состав Российского государства.

После неудачной попытки гетмана П. Тетери воссоединить Украину с помощью польских войск зимой 1663 — летом 1665 года он сложил с себя полномочия. В августе 1665 года рада избрала гетманом Правобережной Украины генерального эсаула П. Дорошенко. К этому времени цветущие населенные пункты края потеряли почти 70 процентов жителей. Все более откровеннее Россия и Речь Посполитая шли к решению о юридическом закреплении раздела Украины на две части. Гетман Левобережья И. Брюховецкий вскоре стал марионеткой в руках московских воевод: после визита к царю он получил боярское звание, ему была обещана в жены дочь князя Долгорукова. Подписанный им осенью 1665 года договор с Россией существенно ограничил автономию Гетманщины. Бесцеремонность царских воевод и русских гарнизонов в городах Левобережья, увеличение податей, государственная монополия на производство и продажу спиртных напитков вызвали многочисленные восстания населения. Так, в Переяславе повстанцы перебили весь российский гарнизон во главе с полковником Д. Ермоленко. Восстания имели место в Стародубе, Гадяче, Соснице, Прилуках, Батурине, Глухове, Новгород-Сиверске и в других населенных пунктах.

30 января 1667 года в деревне Андрусово было подписано польско-российское перемирие сроком на 13,5 лет. Согласно нему, Сиверщина, Левобережная Украина и на два года Киев закреплялись за Ровней, а Белоруссию и Правобережную Украину удерживала Речь Посполитая. Территория Запорожской Сечи объявлялась общим владением обеих держав.

После этого П. Дорошенко, ранее ориентировавшийся на Польшу, избирает с согласия старшин своим союзником Оттоманскую Порту и Крымское ханство. Когда потерпел неудачу его план собрать «черную раду» у реки Росавы для избрания единого гетмана, П. Дорошенко послал украинско-татарские отряды в Польшу против войск Я. Собесского. Однако нападение на Крым восьмитысячного отряда запорожцев во главе с харьковским полковником И. Серко и кошевым Сечи И. Рогом оставило П. Дорошенко без помощи орд хана Адиль-Гирея. Не принесла успеха полкам гетмана и двухнедельная осада Подгайцев, где 3 тысячи польских солдат успешно выдержали натиск 30-тысячной украинско-татарской армии. 19 октября 1667 года на переговорах с поляками в помещении костела города Подгайцы П. Дорошенко признал подданство Правобережья королю. Одновременно представители гетмана вели переговоры с Россией, соглашаясь признать царскую протекцию над всеми этническими украинскими землями, но при условии их полной автономии. Посланцы П. Дорошенко установили в то же время тайную связь с восставшим атаманом Дона С. Разиным в надежде организовать с его помощью борьбу с отрядами царских войск на Левобережье.

Между тем к началу 1668 года взгляды И. Брюховецкого изменились, и он превратился в сторонника П. Дорошенко, в том числе в сфере внешнеполитических приоритетов. В феврале 1668 года при участии гетмана Левобережья и старшин здесь вспыхнуло восстание против России. В частности, на Московской оборонной линии казаки и татары под руководством И. Серко сожгли Боровую, Валки, Можевский острог, Мерефу, Мурафу, Царево-Борисово, Котельву и другие укрепленные пункты. В Гадяче жители уничтожили 200 московских стрельцов, население Нежина отказалось принять русский гарнизон, за что город был сожжен и т. д. Именно с этого времени началось массовое употребление украинцами по отношению к русским клички «кацап», этимология которой спорная.

К середине марта 1668 года часть русских гарнизонов вынуждена была оставить Левобережье, закрепившись только в Киеве, Нежине и Чернигове.

Воспользовавшись такой ситуацией, правительство Турции изъявило согласие взять под свою протекцию обе части Украины. В июне 1668 года войска П. Дорошенко переправились через Днепр и стали продвигаться по территории Левобережья. После убийства казаками И. Брюховецкого (вероятно, с одобрения П. Дорошенко) казачья рада 20 июня избрала П. Дорошенко гетманом всей Украины. Но уже во второй половине июля 1668 года угроза вторжения на Правобережье польских войск, возобновление спора за булаву части оппозиционных старшин, а также семейные неурядицы вынудили П. Дорошенко покинуть Левобережье, не закрепив успеха. Для организации здесь обороны он оставил наказного гетмана — черниговского полковника Д. Многогришного. Но в декабре 1668 года старшины Нежинского, Стародубского, Черниговского полков избрали его гетманом Левобережной Украины, а 13 марта 1669 года в Глухове воеводы России утвердили это решение от имени царя и заключили с ним новый договор. Гетманат сохранил автономию, имея право на 30-тысячный казачий реестр, собирание налогов, но не мог заниматься внешней политикой, а русские гарнизоны оставались в пяти городах Левобережья.

На Правобережье казачья рада в марте 1669 года одобрила принятие турецкого протектората, но на условиях широчайшей автономии края. П. Дорошенко в ожесточенной борьбе с писарем Войска Запорожского П. Суховеем, уманским полковником М. Ханенко, а также вернувшимся в большую политику Ю. Хмельницким удалось отстоять гетманский пост. Он старался наладить отношения с Польшей путем установления федеративной связи, вел дипломатические переговоры с курфюстом Бранденбурга Фридрихом Вильгельмом, царем, гетманом Д. Многогришным. Последнего арестовали 13 марта 1672 года старшины-заговорщики Д. Райча, К. Мокриевский, П. Забила, недовольные его антирусской политикой. После суда в Москве, где гетману обвинили в намерении создать потомственное гетманство, в тайном союзе с П. Дорошенко, интригах против польско-российского сближения, он вместе с семьей был сослан в Сибирь.

В августе 1671 года польское руководство приступило к восстановлению своей власти на территории Правобережья. На сторону коронного гетмана Я. Собесского перешли М. Ханенко, И. Серко, М. Зеленский и другие видные старшины. В свою очередь, на помощь П. Дорошенко прибыла 100-тысячная армия Магомета IV, благодаря которой войска Речи Посполитой потерпели поражение. По условиям Бучацкого мира от 18 октября 1671 года Подольское воеводство переходило под опеку Османской империи, а остальное Правобережье формально признавалось независимым. Но ни Польша, ни Турция не намеревались придерживаться условий договора, к тому же сейм в Варшаве отказался его ратифицировать.

П. Дорошенко удалось сформировать постоянное войско из наемников, что позволило ему быть независимым от старшины. Он организовал также таможенные структуры, чеканил монету, принял ряд мер по хозяйственному освоению Правобережья.

Вынужденный отказ Речи Посполитой от части Правобережной Украины решила использовать Россия, поручив в начале 1673 года И. Самойловичу начать переговоры с П. Дорошенко о возвращении ее под протекцию царя. Однако воссоединение казацкой Украины на условиях, выдвинутых гетманом Правобережья, Россия не приняла.

Осенью 1673 года политическое влияние и авторитет П. Дорошенко находились на крайне низком уровне. Бесчинства турецких и татарских отрядов, активизировавшиеся с весны— лета бесконечные военные действия, которые русские и левобережные казачьи полки вели от Днестра к Азову, переполнили чашу терпения местного населения. Картина опустошения Правобережья поразила И. Самойловича (рада в Переяславе 17 марта 1671 года провозгласила его гетманом всей Украины) своей безотрадностью и масштабами. Он писал, что на деле П. Дорошенко стало «не над кем гетманить, потому что от Днестра до Днепра нигде духа человеческого нет, разве где стоит крепость польская…» Украинское население Правобережья в массовом порядке переселялось под власть московского царя. К 1699 году на Слобожанщине и Гетманщине насчитывалось в 2,5 раза больше селений, чем за 33 года до этого. Такое положение стало итогом нескольких переселенческих волн XVII века: после восстаний 20— 30-х годов, Белоцерковского мира и в конце 50— 60-х годов. Заметим также, что миграция украинцев на территорию Левобережья имела место и в период «золотого покоя» в Речи Посполитой. Только в XVIII столетии часть мигрантов вернулась в родные края.