Новый патриарх был человеком своенравным, волевым, во многом фанатичным. Получив необъятную власть над верующими, он вскоре выступил с идеей первенства церковной власти и предложил Алексею Михайловичу разделить с ним власть. Однако царь не пожелал долго терпеть патриарха. Он перестал ходить на патриаршие богослужения в Успенском соборе, приглашать Никона на государственные приемы. Это было серьёзным ударом по самолюбию патриарха. Во время одной из проповедей в Успенском соборе он заявил о сложении патриарших обязанностей (с сохранением сана) и удалился в Новоиерусалимский Воскресенский монастырь. Там Никон ждал, что царь раскается и попросит его вернуться в Москву. Однако царь поступил совсем иначе. Он стал готовить церковный суд над Никоном, для чего пригласил в Москву православных патриархов из других стран.
Для суда над Никоном в 1666 году был созван Церковный собор, на который патриарха привезли под охраной. Царь заявил, что Никон без разрешения царя оставил церковь и отрекся от патриаршества, тем самым давая понять, кому принадлежит реальная власть в стране. Присутствовавшие церковные иерархи поддержали царя и осудили Никона, благословив лишение его сана патриарха и вечное заточение в монастырь. Одновременно Собор 1666—1667 годах поддержал церковную реформу и предал проклятию всех её противников, которые стали именоваться старообрядцами. Участники Собора постановили передать лидеров старообрядцев в руки властей. По Соборному уложению 1649 года им грозило сожжение на костре. Таким образом, реформы Никона и Собор 1666—1667 годов положили начало расколу в Русской Православной Церкви.
В 1648 году (по окончании Тридцатилетней войны), используя опыт создания полков иноземного строя в период царствования своего отца, Алексей Михайлович начинает реформу армии.
В ходе реформы 1648 — 1654 годов были усилены и увеличены лучшие части «старого строя»: элитная московская поместная конница Государева полка, московские стрельцы и пушкари. Главным направлением реформы стало массовое создание полков нового строя: рейтарских, солдатских, драгунских и гусарского. Эти полки составили костяк новой армии царя Алексея Михайловича. Для выполнения целей реформы на службу было нанято большое количество европейских военных специалистов. Это стало возможным из-за окончания Тридцатилетней войны, что создало в Европе колоссальный для тех времен рынок военных профессионалов.
Ещё в конце 1647 года казацкий сотник Зиновий Богдан Хмельницкий бежал с Украины в Запорожье, а оттуда в Крым. Вернувшись с татарским войском, и избранный в гетманы казацкой радой, он поднял всю Украину, поразил польские войска при Жёлтых Водах, Корсуни, Пиляве, осаждал Замостье и под Зборовом заключил выгодный мир; потерпевши неудачу под Берестечком, он согласился под Белой Церковью на мир гораздо менее выгодный, чем Зборовский. В течение всего этого времени Алексей Михайлович занимал выжидательную политику: он не помогал ни Хмельницкому, ни Речи Посполитой. Однако по приказу царя донские казаки совершали походы в Крым, в то время как запорожское войско под предводительством Хмельницкого наиболее остро нуждалось в союзной тартарской коннице.
Белоцерковский мир возбудил народное неудовольствие; гетман принуждён был нарушить все условия и в стеснённых обстоятельствах обратился с просьбой о помощи к «царю восточному». На соборе, созванном по этому поводу в Москве, 1 октября 1653 года решено было принять казаков в подданство, и объявлена война Польше. 18 мая 1654 года сам царь выступил в поход, съездив помолиться к Троице и в Саввин монастырь. Свидетель событий так описывал царя, который выехал во главе войска: «ехал сам царь, окруженный 24 алебардистами, из коих два предшествующие несли два палаша. Царь в богатой броне, сверх которой была у него короткая одежда, украшенная золотыми позументами, на груди открытая, чтобы можно было видеть броню. Поверх этой одежды, у него было другое одеяние, чрезвычайно длинное, отовсюду висячее, с одной только стороны закрытое, шитое золотом: на этом одеянии видны были три большие выпуклости, усаженные драгоценными камнями и жемчугом. На голове у него был шлем, вверху, по старинной форме, заостренный, а на нём было царское золотое яблоко с крестом, усаженным также драгоценными камнями. Спереди каски был солитер, вправленный крупный драгоценный камень, ценимый в несколько тысяч».
Войско направилось к Смоленску. После сдачи Смоленска 23 сентября царь вернулся в Вязьму. Весной 1655 года предпринят был новый поход. 30 июля царь совершил торжественный въезд в Вильну и принял титул «государя Полоцкого и Мстиславского», а затем, когда взяты были Ковно и Гродно, «великого князя Литовского, Белой России, Волынского и Подольского». В ноябре царь вернулся в Москву. В это время успехи Карла X, короля шведского, завладевшего Познанью, Варшавой и Краковом, изменили ход военных действий. В Москве стали опасаться усиления Швеции за счёт Польши. С целью занять денег для ведения войны с Польшей и Швецией Алексей Михайлович направил в 1656 году в Венецию дипломата Ивана Чемоданова, но его посольство не выполнило своей задачи. Осенью 1656 года с Речью Посполитой было заключено Виленское перемирие.
15 июля 1656 года царь двинулся в поход в Ливонию и по взятии Динабурга и Кокенгузена осадил Ригу. Осада снята была из-за слуха, что Карл Х идёт в Ливонию. Дерпт был занят московскими войсками. Царь отступил в Полоцк и здесь дождался перемирия, заключённого 24 октября 1656 года. В 1657—1658 годах военные действия продолжились с переменным успехом. 20 декабря 1658 года было заключено Валиесарское перемирие со шведами сроком на три года по которому Россия удержала часть завоёванной Ливонии (с Дерптом и Мариенбургом). Окончательный мир заключён в Кардисе в 1661 году; по этому миру Россия уступила все завоёванные места. Невыгодные условия Кардисского мира вызваны были смутами в Малороссии и новой войной с Польшей.
После смерти Богдана Хмельницкого в июле 1657 года на Чигиринской раде козацкая старшина возложила гетманские обязанности на Ивана Выговского, но только до достижения Юрием Хмельницким полнолетия.
На Корсунской раде 21 октября 1657 года, в атмосфере острых противоречий Иван Выговский был избран гетманом Украины. Яркая, но противоречивая личность нового гетмана могла только усилить смуту на Украине. С одной стороны, в условиях, когда Украина всё ещё вела войну с Польшей, стать признанным всеми лидером корыстолюбивый писарь, не «природный казак», а купленный у тартар за лошадь «лях», вдобавок женатый на дочери польского магната, — не мог. Но с другой стороны, с 1648 года он служил генеральным писарем и, являясь ближайшим к Богдану Хмельницкому доверенным лицом, был единственным человеком на Украине, посвященным во все внутренние и внешние политические проблемы. Таким образом, уже само избрание И. Выговского гетманом вызывало много противоречий и не могло создать единства на Украине. Уже в октябре 1657 года гетман столкнулся с мощной оппозицией. Гетману удалось разгромить оппозиционеров, во главе которых стояли полтавский полковник Мартын Пушкарь и кошевой атаман Яков Барабаш. Но противоречия внутри казацкого общества продолжали накаляться. Гетман Выговский присягнул Речи Посполитой и начал нападения на Киев и другие города. В ответ правительство ввело на территорию Войска Запорожского войска Белгородского разряда, и гетман Выговский вновь поклялся в верности царю. Вскоре выговцы, при поддержке польских войск, вновь начали военные действия. В Конотопской битве (28 июня (8 июля) 1659 года) победу одержал Выговский. Исход Конотопской битвы, тем не менее, не укрепил положение Выговского в продолжающейся гражданской войне в Гетманщине и не предотвратил его скорое свержение.
В гражданской войне, в которой Выговского поддерживала польская корона, а за спиной прибывавшего на Сечи Юрия Хмельницкого стояли опытные полковники его отца Иван Богун, Иван Сирко, Яким Сомко, активно поддерживаемые царя Алексеем Михайловичем, победу одержали сторонники союза с Россией, и Выговский был вынужден сложить гетманскую булаву в пользу политически малоактивного Юрия Хмельницкого, который впоследствии постригся в монахи и ушёл в монастырь.
