В конце 1609 г. Лжедмитрий II был разбит войсками князя М.В. Скопина-Шуйского. Ему пришлось бежать из Тушина в Калугу. С ним ушли многие казаки. Вскоре самозванец был убит своими же союзниками-татарами.
Для борьбы с Тушинским вором Василий Шуйский пригласил в Россию шведские войска. Противник шведов, польский король Сигизмунд III воспользовался этим, чтобы самому напасть на Россию. Часть казаков из лагеря Лжедмитрия II на какое-то время примкнула к полякам.
В 1609 г. поляки осадили Смоленск, а летом 1610 г. они разбили армию Василия Шуйского. Шуйский был свергнут и выдан боярами полякам, а власть оказалась в руках коллегии из семи бояр (семибоярщины), которая пригласила на русский престол польского королевича Владислава. После этого в сентябре 1610 года польские войска вошли в Москву.
Казаки не смирились с польской оккупацией столицы. Их отряды во главе с И.М. Заруцким и князем Д. Трубецким приняли участие в ополчении, сформированном в Рязани и выступившем на Москву с целью освобождения столицы от поляков. В марте 1611 г. ополчение подошло к Москве, но освободить город сил не хватало.
В самом ополчении начались ссоры между казаками и дворянами, которые окончились убийством на Круге предводителя дворян П. Ляпунова. Ополчение стало распадаться.
Недоверие казаков к дворянам проявилось, когда к Москве подошло второе народное ополчение, созданное осенью 1611 г. в Нижнем Новгороде Козьмой Мининым и князем Дмитрием Михайловичем Пожарским. Когда летом 1612 г. это ополчение приблизилось к Москве, часть казаков во главе с Заруцким, не желая поддерживать ополчение, ушла из-под Москвы на юг. Эти казаки хотели посадить на русский престол младенца, сына Лжедмитрия II, чтобы от его имени управлять государством. Однако значительная часть казаков во главе с князем Д. Трубецким осталась под Москвой и дралась против поляков в августе – октябре 1612 года, пока не капитулировал польский гарнизон. Особенно отличились казачьи сотни Трубецкого, когда в решающем сражении ударили в тыл полякам.
Значительная роль казаков в освобождении Москвы предопределила их участие в Земском соборе 1613 г., на котором избирали царя. Это был единственный в истории Земский собор, на котором были представлены вольные казаки. До шести тысяч казаков остались в Москве, ожидая выборов царя, в то время как многие дворяне разъехались по поместьям, а представители земель с трудом могли добраться до столицы по разоренной России, которую наводнили шайки разбойников, называвшие себя также казаками. Таким образом, казаки составили в Москве наиболее активную часть общества на период царских выборов.