Между тем, несчастная Украина, опустошенная войной, голодом, переселениями, не переставала волноваться. Ее жители боролись с поработителями, поляки мстили украинцам. Вопреки Белоцерковскому договору Хмельницкий начал в 1652 г. тайные переговоры с татарами. Поводом к новой войне послужила намечаемая свадьба сына Богдана — Тимофея на дочери молдавского господаря Лупула. Но господарь Молдовы не хотел выдавать свою дочь замуж за молодого Хмельницкого, в связи с чем обратился за помощью к Польше. Польский гетман Мартын Калиновский, преградив путь Тимофею, стал лагерем на берегу Буга. Тимофей с казацким и татарским войсками шел за невестой. Богдан предупредил Калиновского, чтобы тот дал дорогу сыну, но польский гетман не обратил на это предупреждение никакого внимания и напал на Хмельницкого-младшего. Сеча была жестокой. В сражении было уничтожено 20-тысячное войско Польши. Тимофей продолжил поход в Молдавию, а Богдан тем временем оправдывался за себя и за сына перед королем Польши.
Король собрал чрезвычайный сейм. Решено было выставить 50 тысяч воинов. От Богдана потребовали выдать в заложники сына. Хмельницкий вспыхнул, схватился за саблю. Он ответил королю, что старший сын только что женился, а младший еще мал.
Понимая, что с Польшей наступил настоящий разрыв, Богдан Хмельницкий послал в декабре 1652 г. в Москву войскового судью Самойло Богдановича, чтобы тот просил царя принять казачество под свою руку. В начале 1653 г. лучший польский полководец Стефан Чарнецкий снова опустошил Украину. Вслед за Самойло Богдановичем в Москву прибыли новые послы Хмельницкого. И вновь была высказана просьба казачества о воссоединении Украины с Россией. Алексей Михайлович созвал на совет своих бояр. 14 марта 1653 г. «совершися государская мысль в сем деле»: царь решил принять Украину под свою высокую руку. Одновременно Россия объявила войну Польше. К польскому королю послали полномочных послов — боярина князя Бориса Репнина, окольничего Богдана Хитрово, дьяка Алмаза Иванова. В то время как Репнин с товарищами вели переговоры с поляками во Львове, Хмельницкий под угрозой сдачи Украины турецкому султану торопил дело в Москве.
В августе Хмельницкий собрал 60 тысяч казаков, но не мог решить, куда ему направить войска. С одной стороны, на Украину шел польский король, с другой — поступило известие из Молдавии, что Тимофей осажден в г. Сочава молдавским тестем вместе с волохами, трансильванцами и поляками. До Богдана дошла весть, что Тимофей опасно ранен. Он решил направиться с войсками на помощь сыну, но некоторые полковники отказались выполнять приказ. Тогда Богдан убил одного из них. Извинившись перед казаками за убийство полковника, Хмельницкий все-таки пошел в Молдавию. Но на пути в Сочаву Богдана встретили казаки, которые везли гроб с телом молодого Тимофея Хмельницкого.
Во второй половине ноября 1653 г. Богдан вместе с татарами двинулся против поляков к Днестру. Здесь повторилась зборовская история: король со своим малочисленным войском находился в безвыходном положении, но татары спасли его, выступив посредниками между казаками и поляками. Ян Казимир разрешил татарам в течение 40 дней грабить города на Украине. Богдан ушел в Чигирин, где его дожидались московские посланники — стольник Родион Стрешнев и дьяк Бредихин. Было объявлено решение царя Алексея Михайловича. 28 декабря 1653 г. запорожский гетман ответил царю благодарственной грамотой. Вскоре к Хмельницкому прибыл личный посланник царя боярин Василий Васильевич Бутурлин, который привез казакам весть о воссоединении.
8 января 1654 г. в Переяславле, что недалеко от Киева, собралось все казачество. Образовали круг. Хмельницкий произнес пламенную речь. Затем выступил Бутурлин. Народ единодушно высказывался за воссоединение Украины с Россией. На другой день, 9 января, присягали сотники, есаулы, писари, казаки и мещане. В конце января Бутурлин с товарищами отправился в Москву.
В первые десять лет царствования Алексея продолжались дружественные отношения со Швецией, Голландией, Англией и Францией. Возобновились связи с Австрией, прерванные при царе Михаиле.
Еще летом 1653 г., царь начал готовиться к войне с поляками и его в этом поддержал Земский собор. 28 июня этого года был проведен смотр войск. В начале 1654 г. началось движение русской армии во главе с князем Алексеем Трубецким к границам Польши. Трубецкой взял направление на Украину через Брянск. Хмельницкий отрядил 20 тысяч воинов под начальством наказного гетмана Войска Запорожского Ивана Золотаренко. Полковому воеводе боярину Василию Шереметеву приказано было идти из Путивля в Белгород. 26 мая царь Алексей Михайлович приехал в Можайск.
Поляки без боя сдали Дорогобуж. Русские воиска освободили г. Белая. Первая сшибка с поляками произошла 26 июня 1654 г. под Смоленском. Через два дня сюда прибыл царь. 27 июня поляки сдали Полоцк, затем Рославль, Мстиславль. Но под Оршей русские войска понесли тяжелые потери. Противник ночью пробрался в русский стан, и в результате неожиданного рейда полегло много русских воинов. Царю дали знать о сдаче русским городов Дисна и Друя, о взятии Орши, поражении поляков под г. Глубокое. В августе от поляков освободили г. Озерище. Крупную победу одержал Шереметев под г. Борисов (на Днепре). В плен попали 12 польских полковников. Гетману Ивану Залотаренко сдался Гомель, дворянину Воейкову — Могилев. Пали Чечерск, Быхов Новый и Пропойск. В сентябре были освобождены Усвят, Шклов и другие города.
16 августа русские войска попытались штурмом одолеть Смоленск. В этом бою погибло 7 тысяч русских воинов, раненых насчитывалось более 15 тысяч. Но поляки не сдавали город. Они начали переговоры. Договорились о сдаче города. В сентябре под стенами Смоленска происходило явление, обратное тому, какое видели здесь в 1634 г. Теперь уже польские воеводы, выходя из города, били челом и клали знамена перед московским царем. После взятия Смоленска Алексей Михайлович направился в Вязьму. По дороге он узнал о сдаче поляками г. Дубровна.
Между тем из Москвы поступили сведения о том, что там свирепствует мор. Началось воровство, люди бежали из тюрем. Царская семья вынуждена была выехать из столицы. Она сначала прибыла в Калязинский монастырь. 21 октября к Алексею Михайловичу в Вязьму прибыла жена с детьми. Много людей погибло также от мора в Костроме, Нижнем Новгороде, Калуге, Переяславле-Рязанском, Переяславле-Залесском.
Война продолжалась на территории Белой Руси (Белоруссии). В ноябре с боем был взят Витебск. Затем начались неудачи. Могилев снова перешел к Польше. Хмельницкий на Украине действовал неуверенно, вяло. Так завершился 1654 год.
1655 год начался с неприятных известий. К полякам вновь перешли города Орша и Озерище. Наконец-то активизировал военные действия Хмельницкий, против которого действовали поляки и их союзники крымские татары. В январе войска воеводы Василия Шереметева и Богдана Хмельницкого встретились с польскими войсками под Ахматовом. Здесь русские и казаки в сильные морозы два дня отбивались от превосходящих сил и затем отступили к Белой Церкви, где соединились с войском Федора Бутурлина. Украина была сильно опустошена поляками и татарами. Зимой казаки взяли Бобруйск, Глуск, Королевскую Слободу. Но Могилев возвратить не удалось.
В мае 1655 г. Алексей Михайлович снова выехал к войскам в Смоленск. В августе русские заняли Вильно, Ковно (Каунас), Гродно. Хмельницкий подошел к Львову. Он взял с осажденных 60 тысяч злотых и ушел с войском к Люблину. Князь Волконский сжег Пинск. Поляки были побиты на Белых Песках, в 150 верстах от Бреста. Сражения происходили и в других местах.
Поляки, вымотанные войной, пошли на мирные переговоры. Алексей Михайлович считал несомненным, что все его завоевания останутся за ним, и он уже называл себя громким титулом «...всея Великия и Малыя и Белыя России самодержец, Литовский, Волынский, Подольский...». Но внезапно на польской земле вместо короля Яна Казимира появился новый опасный соперник — швед Кард X Густав. Видя затруднительное положение Польши, он напал на нее без предупреждения и овладел ею. Польша признала Карла своим королем. Ян Казимир бежал в Силезию. Гетман Литвы Януш Радзивилл подчинился шведскому королю. Он стал величать себя великим гетманом Швеции, Великого княжества Литовского, воеводой Виленским.
