Переговоры с Польшей, проходившие в окрестностях Вильно, закончились 24 октября подписанием соглашения, по которому царь Алексей при условии, что он продолжит войну со Швецией, признавался наследником бездетного Яна-Казимира на польском престоле и оставлял за собой Вильно с Белоруссией. Украина в договоре не упоминалась. Но нужно знать польские порядки: договор этот до утверждения сеймом оставался никчемной бумажкой, что последующие события и подтвердили. Богдан Хмельницкий, выпускник иезуитской школы и сам немного иезуит, лучше «москалей» знал вероломные принципы внутренней и внешней политики польского общества, а потому преподнес казацкой старшине подписанный договор, как удар в спину украинскому народу, который якобы должен был вновь подпасть под власть панов и «жидов».
Проводя свою политику, гетман вступил в соглашение с трансильванским князем Ракоци, которого шведский король согласился признать королем Польши, и в пику царю Алексею Михайловичу выделил ему для участия в походе на Варшаву 12-тысячный казачий корпус. В марте 1657 года их силы соединились под Львовом, жители которого отказались сдаваться. Тогда, опустошив окрестности города, объединенные войска продолжили свое движение в сторону Кракова, который, в отличие от Львова, признал над собой власть Ракоци, а размещавшийся там шведский гарнизон покинул его предместья. В апреле разноплеменная армия трансильванского князя и казачий корпус объединились со шведскими полками. Их целью была Варшава. 9 июня столица Польши капитулировала, но, несмотря на это, она была полностью разграблена победителями.
Тут в события вмешалась Дания. Не желая чрезмерного усиления Швеции и выполняя союзнический договор с Яном-Казимиром, она вступила в войну на стороне польского короля. В этих условиях Карл Х вынужден был выбирать театр военных действий: Польша или Дания. Он выбрал Данию и начал выводить туда войска. Ракоци же, оказавшемуся в окружении многочисленных польских отрядов, пришлось спешно отступать через Волынь в Подолию в надежде пополнить там свою армию. Но получилось все наоборот. Казаки, прознавшие, что поход в Польшу был совершен втайне от царя, взбунтовались и в начале июля разошлись по домам, а Ракоци, окруженному со всех сторон, ничего другого не оставалось, как капитулировать: это случилось 23 июля. Под условие беспрепятственного выхода из окружения ему пришлось отказаться от притязаний на польский престол, возвратить награбленную добычу и выплатить один миллион злотых в счет возмещения причиненного ущерба.
Накануне неудача постигла и Юрия Хмельницкого, направлявшегося во главе 20-тысячного экспедиционного корпуса на выручку трансильванскому князю. Рядовые казаки отказались воевать за чуждые им интересы и подняли восстание. 22 июля половина их ополчения разошлась по домам. Но об этом Богдану Хмельницкому, изнуренному болезнью и царским дознанием обстоятельств несанкционированного участия запорожцев в польских событиях, вряд ли суждено было узнать – он скончался 27 июля 1657 года.
Незадолго до этого гетману, имевшему всенародную поддержку, удалось утвердить на раде в качестве своего преемника болезненного шестнадцатилетнего сына Юрия. Но смерть народного вождя изменила соотношение сил в казацкой среде, где против господствовавшего в народе мнения о нерушимости уз русско-украинского союза все явственнее стали звучать голоса украинской старшины, предпочитавшей польские шляхетские вольности самодержавной централизованной политике Москвы. Выразителем этих чаяний стал Иван Выговский, сделавший при Богдане головокружительную карьеру от военнопленного до войскового писаря, главы исполнительной власти казацкого государства. Сначала он стал регентом при несовершеннолетнем Юрии, а спустя полтора месяца, вопреки воле простых казаков, – и самовластным гетманом. Украина раскололась на две части: одна из них – старшина и богатое казачество, поддерживавшие пропольскую политику Выговского; другая – рядовое казачество, ратовавшее за союз с Москвой и объединившееся вокруг Запорожского коша и его атамана Якова Барабаша.