С самого начала освободительной войны Хмельницкий много раз обращался к русскому правительству с просьбой принять Украину в русское подданство.
Обстановка в России не способствовала удовлетворению просьбы - страна не была готова к войне с Речью Посполитой, которая началась бы сразу же после объявления о воссоединении Украины с Россией. На решимость правительства удовлетворить просьбу Хмельницкого оказывало сдерживающее влияние обострение социальных противоречий внутри страны - в середине столетия Россия была охвачена городскими восстаниями.
Освободительная война украинского и белорусского народов вступила в стадию, когда без помощи извне она могла пойти на убыль. Время показало, что на союзническую верность крымского хана положиться было нельзя, - он изменял в самые ответственные моменты, например, в июне 1651 г. в сражении под Берестечком татары не только покинули поля боя, но и увели с собою Хмельницкого, чем обрекли украинскую армию на поражение. В итоге Белоцерковский договор, заключенный в сентябре 1651 г., ограничил казацкий реестр 20 тыс. человек. Изменил крымский хан и осенью 1653 г., когда армии короля в окрестностях Жванца грозило полное уничтожение, - хан и здесь, получив от короля крупную сумму, перешел на его сторону.
Для России настала пора решительных действий. Земский собор в Москве 1 октября 1653 г. принял решение о воссоединении Украины с Россией. На Украину было отправлено посольство во главе с боярином Бутурлиным. Рада в Переяславле 8 января 1654 г. единодушно высказалась за вхождение Украины в состав России. В торжественной обстановке было провозглашено воссоединение двух братских народов.
Начавшаяся война с Речью Посполитой на первом этапе протекала для России весьма успешно. В кампанию 1654 г. русские войска овладели Смоленском и 33 городами Восточной Белоруссии, в том числе Полоцком, Витебском, Могилевом.
Разгромом Речи Посполитой воспользовалась Швеция, стремившаяся оттеснить ее от побережья Балтийского моря и стать самой полновластной хозяйкой прибрежных территорий на юге Балтики. Летом 1655 г. шведский король Карл X с севера вторгся в пределы Польши и без труда овладел большей частью ее территории, в том числе и Варшавой.
Успехи Швеции обострили и без того напряженные отношения ее с Россией. В Москве справедливо рассудили, что захват Швецией польских земель укрепит ее позиции в Прибалтике и усложнит борьбу России за выход к Балтийскому морю. Так как русское правительство было убеждено, что Речь Посполитая, ослабленная успешными действиями русского и шведского оружия, более не в состоянии вести активные боевые действия, то в августе 1656 г. оно начало с нею мирные переговоры. Русская сторона потребовала присоединения к России всех территорий, которыми она овладела в течение двух лет войны. Поляки не соглашались на такие уступки. Поэтому с Речью Посполитой 24 октября 1656 г. был заключен не мир, а перемирие.
К этому времени Россия уже находилась в состоянии войны со Швецией, объявленной 17 мая. Военные действия на русско-шведском театре первоначально развивались успешно: русские войска овладели Дерптом, Кокенгаузеном, Динабургом, Мариенбургом и подошли к Риге, но здесь их постигла неудача, и осаду Риги пришлось снять. В течение двух лет, когда Россия вела войну с Швецией, Речь Посполитая, получив передышку, сумела собраться с силами и возобновить военные действия против России. Одновременно вести войну против Речи Посполитой и Швеции у России возможностей не было, и она 20 декабря 1658 г. в Валиесаре заключила с Швецией перемирие на три года. В 1660 г. Швеция заключила мир с Речью Посполитой, и Россия вынуждена была по Кардисскому миру (июнь 1661) возвратить Швеции все свои приобретения в Ливонии.