16 сентября в Гадяче был подписан польско-литовско-украинский договор — Польша, Литва, Украина создают федерацию равноправных государств, к которой может присоединиться Россия. В состав Украины, получившей название «Великое княжество Русское» с князем Иваном Выговским входят воеводства Киевское, Брацлавское и Черниговское, а сама Украина в качестве автономии возвращалась под верховную власть Польши. В Украине свои министры, казна, монета, по образцу Великого княжества Литовского. Законодательная власть на Украине принадлежит Национальному собранию, исполнительная — гетману, которого выбирает все население и утверждает король. Армия Украины состоит из 30 000 воинов и 10 000 наемников. Польские войска не имеют права переходить украинскую границу, а если переходят — подчиняются гетману. Римско-католическая и православная религии признаются равноправными. Основываются два университета, другие учебные заведения, типографии.
Гадячский договор не был ни принят, ни реализован. Позднее один из польских политиков писал: «То, что соглашения с казаками не существует до сих пор, то в этом не их вина, но наша, так как мы не считали их за людей. И за это покарал нас Бог, показавший, что они тоже люди, как и все другие, и наказал нашу гордость, и мы, как я думаю, потеряли больше, чем они. И мы должны были пасть, ведь они боролись за свободу, а мы за неограниченное «панування». Действительно, необходимо их признать за нацию, а не за партию.
Дадим наконец им покой, не будем плести интриги
Украина от Польши получила только автономию, а не государственное равноправие, и эта автономия включала только небольшую часть украинских земель. Главная цель — объединение всех земель и государственная независимость — осталась неосуществленной.
Война Выговского с Москвой началась в августе 1658 года. Выговский, не получивший поддержку украинского населения, кроме части казацких и наемных полков имел татарскую орду Карач-бея и польские отряды.
Часть войска гетмана под началом его брата Данилы попыталась взять Киев, в котором стоял московский гарнизон, но воевода В. Шереметев 2—3 сентября 1658 года в кровопролитном бою разгромил выговцев.
Гетман пошел к московской границе, где стояло войско под началом боярина Ромодановского. Начавшиеся украино-российские переговоры, на которых Москва признавала Украину на условиях Гадячского договора, окончились ничем — Выговского это уже не устраивало.
Российское войско князя Трубецкого осадило Конотоп. Осада продолжалась две недели, но город взять не смогли. К Конотопу подошел гетман с казаками, татарами и поляками. После нескольких боев 8 июля 1659 года у реки Сосновки произошло сражение, закончившееся полным разгромом московского войска. Сам Трубецкой с остатками полков ушел за Сейм. Позднее он был обвинен в местничестве во время сражения и казнен в Москве.
Русский историк С. Соловьев писал: «Цвет московской конницы, совершившей удачные походы 1654—1655 годов, погиб в один день. Никогда позже московский царь не мог более вывести в поле такое сильное войско. В траурной одежде вышел Алексей Михайлович к народу; Москву охватила тревога. Удар был тем тяжелей, что произошел совершенно неожиданно — после таких блестящих успехов! Еще недавно Долгоруков привел в Москву пленного литовского гетмана, недавно шли радостные разговоры о победах Хованского. Теперь Трубецкой, на которого надеялись больше всех, «муж благоговейный и изящный, в воинстве счастливый и недругам страшный», погубил такое большое войско! По взятии городов, по взятии литовской столицы, царский город испугался; в августе по приказу царя люди всех чинов начали земляные работы по укреплению Москвы. Сам царь с боярами часто присутствовал на работах; окрестные жители с семьями и имуществом заполнили Москву; шли слухи о том, что царь собирается перебраться за Волгу в Ярославль и что Выговский наступает прямо на Москву».
Крымские татары Карач-бея смеялись над московскими послами: «Ваш царь хочет владеть запорожскими казаками; польский король тоже этого хотел, но и свое королевство потерял; то же будет и с Московским царством, будет оно уничтожено казаками».
Рано смеялись татары. Украина узнала о том, что Выговский «поддался полякам». Началось всенародное восстание, украинский народ не хотел даже слышать о Польше, войска которой Выговский размещал на Украине. На Левобережье действовали отряды наказного атамана Ивана Безпалова и Г Ромодановского, запорожцы кошевого атамана Ивана Сирко напали на Крымское ханство и потом осадили гетманскую столицу Чигирин. Татары Карач-бея бросили Выговского и ушли домой, грабя и разоряя все на своем пути. Военная ситуация резко изменилась, Выговский вынужден был покинуть Левобережье.