Проживающее в Речи Посполитой, образованной в 1569 федерации Королевства Польского и Великого княжества Литовского, русское православное население подвергалось этнической и религиозной дискриминации со стороны польской и ополяченной шляхты. Протест против притеснений выливался в периодически возникающие восстания, одно из которых произошло в 1648 под руководством Богдана Хмельницкого. Восставшие, состоявшие преимущественно из казаков, вместе с союзными татарами одержали ряд серьёзных побед над польским войском, наиболее значительной из которых была битва под Жёлтыми водами (16.05.1648), но в ходе Зборовской битвы союзные казакам крымские татары, подкупленные поляками, оставили казацкое войско и Хмельницкий был вынужден заключить с Варшавой Зборовский мирный договор (18.08.1649), предоставивший казакам широкую автономию в рамках Киевского, Брацлавского и Черниговского воеводств.
Однако вскоре война возобновилась, на этот раз неудачно для повстанцев, которые из-за предательства Ислям-Гирея III и внутренних разногласий потерпели в июне 1651 поражение в Берестецкой битве, врезультате чего Хмельницкий был вынужден принять Белоцерковский мирный договор (28.09.1651), ограничивший территорию Гетманства и численность реестровых казаков. В 1653 Хмельницкий, в попытках найти союзников взамен ненадёжных татар, обратился к России с просьбой о помощи в войне с Речью Посполитой. Послы гетмана прибыли в Москве весной 1653 в просьбой о помощи в войне с Речью Посполитой.
1.10.1653 Земский собор принял решение удовлетворить просьбу Хмельницкого. На Переяславской Раде 18.01.1654 запорожское казачество единодушно высказалось за вхождение в состав России. Хмельницкий перед лицом русского посольства принёс присягу на верность царю Алексею Михайловичу. Это стало поводом к начавшейся русско-польской войне.
В марте-апреле 1654 польские войска заняли Любар, Чуднов, Костельню и прошли "изгоном" до Умани. Было сожжено 20 городов, много людей было убито и захвачено в плен. Казаки пытались напасть на польское войско, но поляки ушли к Каменцу. Для подмоги к Хмельницкому отправился Василий Борисович Шереметев. 18.05.1654 из Москвы выступил Государев полк под командованием царя Алексея Михайловича. 26 мая он прибыл в Можайск, откуда через два дня выступил в сторону Смоленска. При выступлении в поход войскам был отдан строгий приказ царя, чтобы "белорусцев Православной христианской веры, которые биться не учнут", в полон не брать и не разорять.
Начиная войну с польско-литовским государством, Россия поставила своей целью разрешить давно стоявшую перед ней задачу — объединение всех русских земель вокруг Москвы и восстановление Русского государства в его прежних границах.
Начало войны в целом было успешным для объединённых русских и казацких сил. 4 июня без боя сдался Дорогобуж, 11 июня — Невель, 29 июня был взят Полоцк, 2 июля сдался Рославль. Вскоре предводители шляхты этих поветов были пожалованы званиями полковников и ротмистров "Его Царского Величества". 20 июля приступом был взят Мстиславль, в результате которого город сожгли, 24 июля — войсками Матвея Шереметева взяты Дисна и Друя. 26 июля передовой полк имел первое столкновение с польско-литовским войском на реке Колодне под Смоленском. 2 августа была взята Орша. 9 августа боярин Василий Шереметев взял Глубокий, а 20 числа — Озерище.
16 августа неудачей закончился приступ Смоленска. 12 августа в битве под Шкловом "ертоул" князя Юрия Барятинского из полка князя Якова Черкасского принудил к отступлению армию Великого княжества Литовского под командованием Януша Радзивилла. 24 августа князь Алексей Никитич Трубецкой разбил войско Великого княжества Литовского под командованием Великого гетмана Януша Радзивилла в битве под Шепелевичами. В этот же день наказной гетман Войска Запорожского Иван Золотаренко сообщил о сдаче литовцами после двухмесячной осады Гомеля.
24 августа русские войска и белорусский казачий полк Поклонского вступил в Могилёве, тепло встреченные горожанами. 29 августа Золотаренко сообщил о взятии Чечерска и Пропойска. 1 сентября царь получил весть о сдаче противником Усвята, а 4 сентября — Шклова. Из всех поднепровских крепостей под контролем литовцев оказался лишь Старый Быхов, который безуспешно осаждали запорожские казаки с сентября по ноябрь 1654 г.
23 сентября был сдан Смоленск. 5 октября государь выступил из-под Смоленска в Вязьму, где 16 числа в дороге получил весть о взятии Дубровны. 22 ноября (2 декабря) армия Василия Петровича Шереметева взяла после 3-мес. осады Витебск, а затем отразила попытку польско-литовского отряда Самуила Коморовского отбить город.
С декабря 1654 началось контрнаступление литовского гетмана Радзивилла. 2.02.1655 Радзивилл, c 30-тыс. войском осадил Могилёв, который защищал 6-тыс. гарнизон. В январе Богдан Хмельницкий вместе с боярином Василием Шереметевым встретились под Ахматовым с польскими и татарскими войсками, превосходившими их по численности и отступили к Белой Церкви, где находилось другое русское войско под начальством окольничего Фёдора Васильевича Бутурлина.
В марте Золотаренко взял Бобруйск, Королевскую Слободу и Глуск. 9 апреля Януш Радзивилл и Винцент Гонсевский предприняли неудачную попытку взять штурмом Могилёв, но 1 мая, после ещё одной неудачной атаки, сняли осаду с Могилёва и отошли к Березине.
В июне войска черниговского полковника Ивана Поповича взяли и сожгли Свислочь, а затем и Койданов. Воевода Матвей Шереметев взял Велиж, а князь Фёдор Хворостинин — Минск. 29 июля войска князя Якова Черкасского и гетмана Золотаренко недалеко от Вильны напали на обоз гетманов Радзивилла и Гонсевского, гетманы потерпели поражение и бежали, а русские вскоре вышли к столице Великого княжества Литовского, Вильно, и 31.07.1655 взяли город. На западном театре военных действий в августе также были взяты города Ковно и Гродно.
В то же время на южном театре военных действий объединённые войска Бутурлина и Хмельницкого в июле месяце выступили в поход и беспрепятственно вошли в Галицию, где нанесли поражение великому гетману коронному Речи Посполитой Станиславу Потоцкому. В то же время войско под командованием Петра Ивановича Потёмкина привело к присяге польский город Люблин.
В сентябре из Киева на судах отправился в поход князь Дмитрий Андреевич Волконский. В устье реки Птичь он уничтожил село Багримовичи. Затем, 15 сентября, он без боя взял Туров, а на следующий день нанёс поражение литовскому войску у Давид-Городка. Далее Волконский отправился к городу Столину, где 20 сентября разбил литовское войско, а сам город сжёг. От Столина Волконский отправился к Пинску, где также разбил литовское войско, а город сжег. Далее поплыл на судах вниз по Припяти, где в селе Стахове разбил отряд литовского войска, а жителей городов Кажана и Лахвы привел к присяге.
23 октября князья Семён Андреевич Урусов и Юрий Никитич Барятинский вышли с войском из Ковно к Бресту и нанесли поражение посполитому рушению местной шляхты на Белых Песках в 150 верстах от Бреста. 13 ноября они подошли к Бресту. Во время переговоров литовский гетман Павел Сапега напал на Урусова. Урусов потерпел поражение, отступил от Бреста и стал обозом за рекой, но литовское войско выбило его и оттуда. Урусов стал в 25 верстах от Бреста, в деревне Верховичах, где вновь произошло сражение, во время которого князь Урусов и второй воевода князь Юрий Барятинский атакой обратили в бегство и разгромили превосходящие силы противника. После этого Урусов и Барятинский отошли к Вильне.
Таким образом, к концу 1655 вся Западная Русь, кроме Львова, оказалась под контролем российских войск и боевые действия были перенесены непосредственно на территорию Польши и Литвы. Летом 1655 в войну вступает Швеция, войска которой захватили Варшаву и Краков. Вступление в войну Швеции и её военные успехи заставили Россию и Речь Посполитую заключить Виленское перемирие. Однако ещё ранее, 17.05.1656 царь Алексей Михайлович объявил Швеции войну.
В августе 1656 русские войска во главе с царём взяли Динабург (Даугавпилс) и Кокенгаузен (Кокнесе) и начали осаду Риги, однако взять её не смогли. Занятый Динабург был переименован в Борисоглебск и продолжал так называться до ухода русской армии в 1667. В октябре 1656 была снята осада Риги и взят город Дерпт (Юрьев, Тарту). Другим русским отрядом были взяты Нотебург (Шлиссельбург) и Ниеншанц (Канцы). В дальнейшем война велась с переменным успехом, а возобновление Польшей военных действий в июне 1658 заставило подписать перемирие с Швецией сроком на три года, по которому Россия удержала часть завоёванной Ливонии (с Дерптом и Мариенбургом).
Однако после смерти Богдана Хмельницкого (6.08.1657) ситуация изменилась. Гетманом Войска Запорожского был избран Иван Выговский. 16.09.1658 Гетман подписал Гадячский договор, согласно которому Гетманщина входила в состав Речи Посполитой в качестве федеративной единицы. Это позволило Речи Посполитой возобновить войну и войска под командованием гетмана Гонсевского попытались соединиться в Литве с отрядами казаков, принявших сторону Выговского. Этому воспрепятствовал князь Юрий Алексеевич Долгоруков, выдвинувшийся со своим отрядом навстречу Гонсевскому и нанесший ему поражение в битве у села Верки (21.10.1658). Результатом битвы явилось пленение Гонсевского и быстрое подавление сторонников Выговского в Литве. Тем не менее, русские войска были вынуждены отступить за Днепр, а русские гарнизоны в литовских городах были осаждены (осада Ковно) или блокированы литовскими отрядами.
Войско гетмана Ивана Выговского вместе с крымским войском под командованием Мехмеда IV Гирея в битве под Конотопом (8-9.07.1659) нанесли поражение русской армии во главе с князем Алексеем Никитичем Трубецким. Но после нападения запорожского кошевого атамана Ивана Серко на ногайские улусы союзники крымского хана ногаи, составлявшие более половины его войска, ушли защищать свои кочевья, и Мехмед IV Гирей был вынужден уйти в Крым, оставив Выговского одного. Через два месяца после успешной для Выговского битвы он был свергнут казаками, а гетманом был избран 18-летний сын Богдана Хмельницкого Юрий, который продолжил политику своего отца и подписал в 1659 новый договор с Русским царством.
Кампания 1660 года стала началом неудачного для России развития событий в войне. На западном направлении год начался большим успехом. Армия князя Иван Андреевич Хованского по прозвищу Тараруй (Пустомеля) 3 января внезапным штурмом захватила Брест. Русским войскам удалось вытеснить литовские войска почти со всей территории Великого княжества Литовского. Сам Хованский с 20 марта занялся осадой Ляховичей — одной из последних крепостей, удерживаемых противником. Здесь он ожидал подкреплений для предстоящего похода на Варшаву.
Но 3 мая Речь Посполитая заключила мирный договор со шведами в Оливе. Это сразу изменило соотношение сил в войне, так как на фронт против России могли быть направлены многочисленные и опытные польские резервы. В начале июня объединённая польско-литовская армия под командованием Стефана Чарнецкого и гетмана Павла Сапеги перешла в контрнаступление и в битве на Полонке нанесли сокрушительное поражение русской армии. После этого русские войска, действовавшие на территории Великого княжества Литовского, перешли к обороне, укрепившись в крупнейших крепостях (Вильно, Брест, Гродно, Ковно, Борисов).
Развивая успех, польско-литовская армия, при поддержке местной шляхты, в очередной раз перешедшей на другую сторону, заняли западную и центральную часть Великого княжества Литовского. Армия Речи Посполитой усилилась присоединением жмудской дивизии под командованием Михала-Казимира Паца. Пытаясь остановить польско-литовское наступление, русское правительство направило в Литву новую армию под командованием Долгорукого. В ходе битвы на Басе с 24 сентября по 10 октября ему удалось остановить армию противника. Попытка нанесения удара в тыл польско-литовской армии силами частично восстановленной армии Хованского привела к боям на Черее (победа русских войск) и у Толочина (победа польско-литовских войск). В итоге к концу года русская армия удерживала только восточную часть Великого княжества Литовского и ряд крепостей в других районах (Вильно, Гродно, Борисов).
После поражения в битве под Слободищем (7-8.10.1660) гетман Юрий Хмельницкий разорвал союз с Москвой и подписал Слободищенский трактат, по условиям которого Гетманщина возвращалась в состав Речи Посполитой. Оставшись без поддержки русские войска под командованием Шереметева в битве под Чудновым потерпели поражение от польско-крымских войск. Шереметев капитулировал на условиях, что русские войска оставят Киев, Переяслав и Чернигов. Но воевода Юрий Барятинский, возглавлявший оборону Киева, отказался выполнять условия капитуляции Шереметева и оставлять город. В Переяславе народ во главе с наказным гетманом Якимом Сомко (дядей Юрия Хмельницкого) также отказались сдать город.
Поляки не решились штурмовать Киев. В это время в польском войске начались волнения, связанные с невыплатой жалования. В результате этого польские войска потеряли наступательную инициативу. Русская армия также была не в состоянии начать новое наступление, таким образом, она ограничивалась только обороной. России также пришлось заключить со Швецией Кардисский мир (1.07.1661), по которому Россия возвращалась к границам, предусмотренным Столбовским миром 1617 года.
В 1661 основные военные действия развернулись на северном театре военных действий. Осенью 1661 русская армия потерпела поражение при Кушликах, зимой 1662 — потеряли Могилёв, летом — Борисов, и за ними оставалась только территория в районе Витебска. Большое влияние на неудачи русского войска оказали внутриполитические волнения в России — экономический кризис, Медный бунт, Башкирское восстание. В этот период продолжалась героическая полуторагодовая оборона Вильны русским гарнизоном. Русские отбили пять приступов и сдались лишь 3.12.1661, когда в живых осталось только 78 защитников крепости.
На Поднепровской Украине отряды поляков, крымских татар и казаков Юрия Хмельницкого совершали набеги на Левобережье. После двух безуспешных осад Переяслава и поражения под Жовнином, Юрий Хмельницкий был окончательно разгромлен Григорием Ромодановским и левобережными казаками в битве под Каневом (26.07.1662). Проникновение русских отрядов и левобережных казаков на Правобережье также не имело успеха: крупная крымская орда помогла Юрию Хмельницкому отразить их наступление в битве под Бужином (3.08.1662). Однако это не смогло восстановить авторитет гетмана как военачальника. В конце 1662 Хмельницкий созвал в Корсуне раду, отказался от гетманства и решил постричься в монахи. В январе 1663 на Чигиринской раде Правобережным гетманом был избран Павел Тетеря.
Осенью 1663 началась последняя крупная операция польско-русской войны: поход польского войска во главе с королем Яном-Казимиром в соединении с отрядами крымских татар и правобережными казаками на Левобережную Малороссию. Согласно стратегическому плану Варшавы главный удар наносила коронная польская армия, которая вместе с казаками правобережного гетмана Павла Тетери и крымскими татарами, захватив восточные земли Украины, должна была наступать на Москву. Вспомогательный удар наносила литовская армия Михаила Паца. Пац должен был взять Смоленск и соединиться с королем в районе Брянска.
В ходе тяжёлых боев, продвигаясь на север вдоль реки Десны, польские отряды захватили Вороньков, Борисполь, Гоголев, Остёр, Кременчуг, Лохвицу, Лубны, Ромны, Прилуки и ряд других небольших городов. При этом армия короля обходила крупные крепости с многочисленными русскими гарнизонами (Киев, Переяслав, Чернигов, Нежин). Вскоре королевское войско столкнулось с ожесточённым сопротивлением. Провалились попытки захватить Гадяч и Глухов.
Для отражения наступления, в условиях зимы, Москве пришлось мобилизовать войска, распущенные на зиму по домам. Полк Белгородского разряда во главе с князем Григорием Ромодановским направился к Батурину и, соединившись с казаками гетмана Ивана Брюховецкого, выдвинулся к Глухову. Армия Севского разряда под началом Петра Васильевича Шереметева выступила туда же из Путивля. Армия Большого (Царского) разряда под командованием князя Якова Черкасского, собранная в Калуге, должна была отразить наступление войск Великого Княжества Литовского и затем действовать против польской армии.
1.02.1664 король снял осаду Глухова. Находясь в лагере под Севском, он направил к Карачеву отряд польско-литовской конницы князя Александра Полубинского, который был разбит частями русского воеводы князя Ивана Прозоровского. Одновременно из Болхова к Карачеву и Брянску выступили главные силы под командованием князя Черкасского. В составе армии князя Черкасского находились самые боеспособные полки солдатского строя Томаса Далейля, Вильяма Друммонда и Николая Баумана. В это время Новгородский полк князя Ивана Хованского, с целью отвлечения литовской армии Паца, вторгся в Литву. Ещё одним отвлекающим манёвром на совсем другом направлении стали два совместных похода драгунов Григория Косагова и запорожских казаков Ивана Серко на Перекоп в октябре-декабре 1663 года, в результате чего крымские войска оставили армию Яна II Казимира и отправились на защиту своих улусов.
Узнав о приближении князей Черкасского и Ромодановского, король отступил к Новгороду-Северскому и остановился на берегу Десны. Против армии Ромодановского была направлена польская дивизия Стефана Чарнецкого, который, потерпев поражение в сражении под Воронежем 18 февраля, отошёл в королевский лагерь. На военном совете польско-литовское командование приняло решение об отступлении. Отступая под натиском армии князя Ромодановского, при переправе через Десну Ян-Казимир потерпел тяжёлое поражение от русских войск у Пироговки.
27 февраля у Сосницы коронные войска во главе с Чарнецким, отделились от армии короля и ушли на Правобережье, литовцы, с которыми остался сам король, двинулись к Могилеву. Соединившиеся с Черкасским, передовые отряды князей Юрия Барятинского и Ивана Прозоровского в марте 1664 нагнали отходящую литовскую армию под Мглином. В арьергарде литовского войска находился пехотный полк прусского аристократа Христиана Людвига фон Калькштейна, который был полностью уничтожен, а сам полковник попал в плен. Было захвачено более 300 пленных и уцелевшая часть обоза. Армия короля бросила всю свою артиллерию. Отступление литовской армии превратилось в паническое бегство. Сам король спасся с большим трудом. Было потеряно 40 тыс. коней, вся кавалерия и весь обоз, и без преувеличения три четверти армии. В начале 1664 русско-казацкие войска перешли в контрнаступление и вошли на территорию Правобережной Малороссии, где летом продолжались бои местного значения.
Последний этап войны характеризовался исчерпанием у сторон материальных и людских ресурсов. Осуществлялись небольшие стычки и бои местного значения как на северном, так и на южном театре военных действий. Большого значения они не имели, за исключением поражения поляков от русско-казацких войск под Корсунью и Белой Церковью. Истощением обеих сторон воспользовались османы и крымские татары, которые активизировали традиционные набеги по обе стороны границы. Правобережный гетман Пётр Дорошенко поднял мятеж против Короны и объявил себя вассалом турецкого султана, что ознаменовало начало польско-казацко-татарской войны 1666-1671 годов. Крупное крымско-казацкое войско в битве под Браиловом (19.12.1666) нанесло поражение польскому отряду Себастьяна Маховского и опустошило окрестности Львова, Люблина и Каменца. Чуть ранее крымские татары разорили части Левобережной Украины.
Истощение ресурсов для ведения дальнейших военных действий, а также общая угроза крымских набегов и турецкой экспансии заставили Речь Посполитую и Россию пойти на переговоры о мире. 9.02.1667 в деревне Андрусово под Смоленском было подписано перемирие сроком на 13,5 лет. Согласно ему, России переходил Смоленск, а также земли, ранее отошедшие к Речи Посполитой в период Смутного времени, в т.ч. Дорогобуж, Белая, Невель, Красный, Велиж, Северская земля с Черниговом и Стародубом. Кроме того, Польша признала за Россией право на Левобережную Малороссию. Согласно договору Киев временно на два года переходил Москве. Запорожская Сечь переходила под совместное управление России и Польши.
Польско-русская война 1654-1667 годов значительно ослабила положение Речи Посполитой в Восточной Европе, а также явилась фактором усиления влияния православной Церкви и России на белорусские и украинские земли. После золотого века Речь Посполитая вступила в период серьёзного экономического и политического кризиса, что в итоге и стало причиной трёх разделов Польши в 1772, 1793 и 1795 годах. Кроме того, мир с Польшей и её ослабление позволили России сконцентрировать усилия на борьбе со Швецией, Османской империей и Крымским ханством.
В 1686 с Польшей был заключён мирный договор ("Вечный мир"), согласно которому Россия закрепила за собой Киев с пригородами, уплатив Польше 146 тыс. рублей в качестве компенсации, а Речь Посполитая отказывалась от протектората над Запорожской Сечью. Договор стал основой польско-русского союза против Швеции во время Северной войны 1700-1721 годов и против Османской империи (в рамках Священной лиги).