Поскольку православная церковь была пламенной защитницей союза с казаками, то следует считать, что прорыву способствовал новый московский патриарх Пикон, который был возведен в сан в середине 1652 г. Окончательное решение было принято в феврале и марте 1653 г.: казаки должны были подчиниться власти царя. Если Хмельницкий надеялся на договор равноправных партнеров, то не позднее чем 8 января 1654 г. он понял, что обманут в своих ожиданиях, так как казачьи старшины присягнули в Переяславле на верность царю, а со стороны царя такого акта не последовало. То, что впоследствии вошло в историю как воссоединение Украины с Россией, сначала было лишь номинальной принадлежностью, которая гарантировала гетману и его последователям социальный и правовой порядок и, в большей или меньшей степени, допускала определенную самостоятельность, в том числе и во внешнеполитической сфере (кроме политики в отношении Польши и Османской империи). Для украинской историографии с этого начинается история «гетманского государства», которая закончилась только во времена Екатерины II. Однако Алексей Михайлович, который в жалованной грамоте оставлял за собой право на утверждение кандидатуры гетмана, уже 5 февраля 1654 г. впервые назвал себя «самодержцем всея Великия и Малыя России».
Территориальное присоединение части Украины, но прежде всего давно желанного Смоленска, теперь должно было стать результатом Тридцати летней войны против Польши, которая известна также как «вторая Северная война» (после Ливонской войны Ивана IV). Новый Земский собор осенью подтвердил финансовую возможность войны, то есть одобрил взимание чрезвычайного налога. Война велась в Западной России и еще в 1654 г. привела к завоеванию Смоленска и Полоцка, а в следующем году Минска и Вильны. Города Магдебургского права благоразумно отказались от него и от других свобод. Впервые после длительного времени государь Алексей Михайлович лично участвовал в военном походе. Царь вернулся в Москву только в феврале 1655 г., когда прекратилась эпидемия чумы, унесшая треть населения, сначала на месяц, а в конце года — насовсем.
Триумф был полным. Перемирие, заключенное в 1656 г. при Вильне, предусматривало даже возможность наследования царем польско-литовского престола после смерти Яна Казимира, поскольку поляки надеялись благодаря личной унии избежать территориальных уступок. Естественно, этот план, как уже было раньше в 1648 г., натолкнулся на вопрос религии, после того как царя продержали в неведении до середины 1658 г. Последующие аналогичные планы в 1668–1670 гг. и 1673–1674 гг. концентрировались на наследнике престола, от которого поляки ожидали перехода в другую веру, но также были тщетными.
Быстрая победа над Польшей активизировала вторую старую противницу Москвы, Швецию, которая хотела сохранить польские порты на Балтике. Хотя Алексей Михайлович мог бы прийти к соглашению со шведами, но летом 1656 г. он решился на войну, поскольку боялся их совместных действий с ненадежными казаками. Следуя совету псковского воеводы Л. Л. Ордин-Нащокина, царь хотел превентивным ударом воспрепятствовать шведской гегемонии в восточной части Центральной Европы, возможной после поражения Польши. В действительности в 1657 г. владение всей Ливонией казалось достижимым для Москвы. Дерпт пал, но Ревель держал русскую осаду, как Рига осаду союзников-литовцев. Поэтому Алексей решился на перемирие в конце 1658 г., тем более что казаки после смерти Хмельницкого (1657 г.) фактически временно вступили в союз со Швецией, а вскоре после этого даже снова объединились с Польшей. Поэтому военные действия против Польши снова разгорелись в 1660 г., и Москве нужно было как можно скорее прийти к мирному соглашению со Швецией, которое и было заключено в 1661 г. в Кардисе на основе Столбовского мирного договора (1617 г.): статус-кво анте означал возврат ливонских завоеваний и торговые привилегии для шведских купцов.
На Украине в это время намечалось разделение. Оно в конце концов вылилось в компромиссное решение между Москвой и снова окрепшей Польшей, которая в 1661 г. отвоевала Литву. Это и было содержанием Андрусовского перемирия (1667 г), согласно которому Польша, ослабленная теперь шляхетским восстанием, отказывалась от завоеваний 1618 г., а Москва, кроме того, получала Украину слева от Днепра (Киев на правом берегу Днепра сначала был передан на два года, затем навсегда) С Андрусова начались перемены в Восточной Европе, поскольку это перемирие стало началом конца Полыни как великой держа вы. Перемирие, условия которого были подтверждены только в 1686 г. «вечным миром» (см. главу «Иван V и регентша Софья»), принесло Москве оправдание Переяславльского акта, приобретение престижного Киева, урегулирование церковно-политических проблем (см. далее), но также и непосредственное соседство с Османской империей и, тем самым, как вскоре оказалось, возникновение турецкой опасности, что имело политическое значение для всего мира.