Русские войска продолжали продвигаться в глубь Белоруссии, но уже безуспешно. Казаки Хмельницкого показали себя не самыми лучшими союзниками, предпочитая действовать по своему усмотрению и в своих интересах. Их медлительность позволила полякам организовать сопротивление и перетянуть на свою сторону некоторых русских воевод польского происхождения. Тогда же на стороне Польши выступил крымский хан. В начале 1655 года объединенное польско-татарское войско отбросило русские полки под командованием боярина Шереметева и казаков Хмельницкого. Позже России снова стала сопутствовать удача: в июле 1655 года русские войска успешно наступали в Литве, овладев Вильно (Вильнюсом) и Ковно (Каунасом), и к сентябрю под их контролем была практически вся Литва и Белоруссия. Начались переговоры. Алексей Михайлович уже называл себя «всея Великия и Малыя и Белыя России самодержцем, литовским, волынским и подольским», а патриарх Никон советовал ему добиваться Кракова и Варшавы.
Однако бедственным положением Польши воспользовался шведский король Карл X Густав. Он напал на нее и захватил Варшаву и Краков прежде, чем до них добрался русский царь. Великая Польша признала Карла X королем, после чего он устремился в Литву. Литовские протестанты, в том числе гетман Радзивилл, с радостью приняли его сторону. Русские дипломаты пытались предотвратить неизбежное столкновение, но тщетно: литовские города стали сдаваться шведам. Самым неприятным для России открытием стали известия о том, что шведский король вступил в переписку с Хмельницким.
Перед лицом куда более грозного противника Россия поспешила заключить перемирие с Польшей. Алексей Михайлович получал польский трон после смерти нынешнего короля Яна Казимира, но Россия должна была отказаться от захваченных территорий в Литве и на Украине. К этому времени уже вовсю шла война со Швецией, начавшаяся в мае 1656 года. Успешное ее начало вдохновило Никона — он благословил донских казаков идти морем на Стокгольм. Русские войска легко захватили ливонские города-крепости Динабург и Дерпт и приступили к осаде Риги.
Война порядком истощила русскую казну, и правительство предприняло небывалую доселе меру — начало чеканить медные деньги, установив их курс наравне с серебряными. Поначалу это принесло должный эффект — казна пополнилась, но с каждым годом цена денег падала все ниже. Последствия сказались через несколько лет, когда Россия внезапно оказалась на грани поражения.
Немало этому поспособствовала и смерть Богдана Хмельницкого. Его преемник гетман Иван Выговский переметнулся к Польше и 16 сентября 1658 года подписал секретный договор, предполагавший, что Украина примет статус Великого княжества Русского и войдет в состав Речи Посполитой на тех же условиях, что и Литва. Другой важнейшей уступкой со стороны поляков было обещание отменить Брестскую унию. Надо сказать, что незадолго до смерти Хмельницкий и сам склонялся к тому, чтобы «отступить от царской руки».