Великий голод 1601–1603 годов усилил приток недовольных людей на Дон. Здесь они искали спасение от нужды и бесправия. Несмотря на то, что голод был вызван климатическими причинами, он неразрывно связывался с политикой царского двора. Это еще более усилило протестные настроения в обществе, поэтому неудивительно, что когда в 1604 году на русско-польской границе появился самозванец, объявивший себя «чудом выжившим» царевичем Дмитрием, под его знамена начали стекаться в больших количествах казаки с Днепра, Дона и Волги.

При поддержке наемных польских отрядов Лжедмитрий I направился к Москве, однако в январе 1605 года потерпел поражение в сражении при Добрыничах от воевод Бориса Годунова. В критический момент, когда авантюра Лжедмитрия могла провалиться, он получил поддержку от донских казаков. Атаман Андрей Корела занял крепость Кромы и отвлек царские войска на себя. Это позволило Лжедмитрию снова собрать свои силы, а после загадочной смерти Бориса Годунова занять столицу и объявить себя новым царем Корела, внесший существенный вклад в победу самозванца, был по-царски награжден. Однако он не занял видного положения при дворе, предпочитая привычную для себя компанию в кабаках.

Смерть Лжедмитрия I вызвала новый этап Смуты, поскольку на границе объявился новый самозванец, предъявивший претензии на престол. Кроме того, юг страны был охвачен восстанием под руководством Ивана Болотникова. Его поддерживали многочисленные казацкие отряды, стекавшиеся сюда с Дона, Волги, Яика и Терека

В 1607 году правительственные войска Василия Шуйского окружили восставших в Туле, заставив их сдаться. «Царевич Петр», от имени которого выступали восставшие, был повешен в Москве в январе 1608 года, а Болотников в марте того же года утоплен в Каргополе. Однако казацкие отряды устремились в лагерь Лжедмитрия, расположившегося в селе Тушино под Москвой. Пока шла борьба за престол, казаки прославились не только своими сражениями с царскими войсками, но и грабежами, которые они устроили среди местного населения.

В 1609 году с началом польской интервенции тушинский лагерь стал распадаться. Успехи армии воеводы M.B. Скопина-Шуйского заставили Лжедмитрия II покинуть Тушино и бежать в Калугу. Часть казаков во главе с Заруцким перешла на сторону поляков, часть осталась верна самозванцу. Некоторые, разуверившись в своих целях, вернулись на Дон к мирной жизни.

В сентябре 1610 года поляки вступили в Москву, после чего Заруцкий со своими казаками ушел в Калугу к Лжедмитрию II и находился с ним вплоть до его убийства в декабре 1610 года. В 1611 году казачество вновь раскололось. Одни участвовали в походе Первого ополчения на Москву, другие поддерживали претендента на престол царевича Ивана, сына Марии Мнишек от Лжедмитрия II. Еще более усилился раскол после того, как осенью 1611 года было создано Второе ополчение во главе с К. Мининым и Д.М. Пожарским.

12 июля 1612 года Заруцкий и Мария Мнишек с сыном бежала из Москвы в Рязань. Оставшиеся в Москве польские войска, не получая поддержки, были обречены. 22 октября 1612 года сдался польский гарнизон в Китай-городе, а 26 октября сдались поляки, засевшие в Кремле. Избрание на престол на Земском соборе в 1613 году Михаила Федоровича Романова и успокоение страны привело к массовому оттоку казаков из центральных русских земель. Лишь самые непримиримые остались, занимаясь разбоями и грабежами. Многие из них впоследствии присоединились к атаману Заруцкому, который в апреле 1613 года укрепился в Астрахани, созывая окрестных казаков под свои знамена.

Однако донское казачество проигнорировало призывы атамана, и он был вынужден в мае 1614 года бежать на Яик, где его вместе с Марией Мнишек и царевичем Иваном захватили в плен царские стрельцы. Судьба Заруцкого была печальна, его посадили на кол, трехлетний сын Лжедмитрия II был повешен, а Мария Мнишек умерла в тюрьме.

Так завершилось Смутное время в Русском государстве. Казаки проявили себя двояко, выступая на стороне самых разных сил. Однако, в конечном итоге, окончательно определились и возвратились к своему привычному образу жизни. Длительный период гражданских войн в Московском государстве привели не только к общему ослаблению страны, но и временному прекращению морских походов донских и волжских казаков. Все они были слишком увлечены внутренними проблемами. Единственной реальной силой, противостоящей турецко-татарской экспансии на юге, оказались запорожские казаки, которые в меньшей степени были вовлечены в борьбу за власть в России.

С начала XVII века запорожские казаки снова начинают совершать дальние походы в море. В мае 1602 года на 30 чайках и нескольких отбитых у турок галерах запорожцы вышли в Черное море и под Килией вступили в бой с турецкой эскадрой. В этом сражении они захватили одну из галер и несколько купеческих кораблей. В Днестровском лимане они напали на галеру турецкого военачальника Гасан-аги, подошли к Белгороду и захватили другой вражеский корабль, шедший из Кафы, а затем с добычей двинулись к Днепру.

Несмотря на то, что турецкие послы требовали вернуть галеры и все захваченные товары, поляки ответили, что не могут выполнить эту просьбу, поскольку казаки люди своевольные и не подчиняются королевской власти. Не дождавшись удовлетворения своего требования, турки поступили, как всегда. К устью Днепра были направлены четыре галеры с янычарами. Однако перехватить казаков турки так и не смогли. Вместо этого янычары, которые решили воспользоваться случаем и с выгодой продать столичные товары, уговорили капитанов идти в Белгород вместо того, чтобы гоняться за казаками.

В 1604 году запорожцы совершили нападение на три турецкие крепости, в том числе на крупнейшую крепость на западном побережье Черного моря — Варну. Считалась, что она неприступна, поэтому действия запорожцев вызвали у турок неподдельное беспокойство. Султан, узнав о случившемся, тут же потребовал от польского короля найти и наказать разбойников, ограбивших его владения. Чтобы раз и навсегда преградить путь казакам в Черное море, султан повелел перетянуть Днепр огромной железной цепью. Ее протянули от крепости Кизы-Кермен до острова Тавань, а от Тавани до другой крепости Аслан-Кермен. Для охраны этого препятствия турки возвели несколько башен, установив на них пушки. Считалось, что преодолеть эти заграждения казаки не смогут. Однако запорожцы быстро нашли способ преодолевать цепь. Они стали пускать ночью бревна по течению реки. Ударяясь о железную цепь, они издавали неимоверной грохот, который турки воспринимали, как попытку казаков прорваться сквозь укрепления. В темноте турки начинали палить из орудий, пока у них не кончался порох. Тогда казаки спокойно преодолевали преграду, не опасаясь нападения. Если же турки вели себя более осторожно, то казаки выбирали иной путь, хотя и более сложный. Они доходили по Днепру до Кодака, входили в реку Самару, а из нее в Волчьи Воды. От Волчьих Вод до реки Кальмиус (25 км) и от Кальмиуса до Миуса (около 60 км) тащили чайки волоком, а затем выходили в Азовское море и через Керченский пролив в Черное море. Этот путь был особенно популярен, если турецкие галеры сторожили казаков в устье Днепра.

В 1606 году казаки снова напали на Килию и Белгород, захватили в море 10 турецких галер. Но наиболее успешным стал их рейд на Варну. Подойдя к этой крепости, казаки вначале не знали, с какой стороны начать штурм. В конечном итоге от пленного турка они получили сведения о том, что со стороны реки крепость защищена значительно хуже. Воспользовавшись этим, казаки напали на турок и после ожесточенного штурма захватили ее. Кроме того, они разграбили и уничтожили стоявшие в гавани суда. В том же году запорожцы совершили рейд на Кафу.

Несмотря на это, в 1607 году Польша и Турция заключили мирный договор. Одним из его главных условий было обеспечение взаимной безопасности границ двух государств. Но сдержать активность казаков польское правительство не могло, слишком заманчивой оказалась перспектива дальних набегов в самое сердце Османской империи. В том же году отряд кораблей Петра Сагайдачного рассеял под Очаковом отряд турецких судов. В следующем году казаки довольно легко захватили Перекоп. Еще через год 16 чаек появились в устье Дуная, захватили и разрушили Измаил, Килию, Белгород. Другой отряд в это время появился в Кафе. Продолжению довольно успешных рейдов по турецким берегам помешало Смутное время. Начав интервенцию в Россию, польский король Сигизмунд затребовал, для комплектования своей армии, в том числе и украинское казачество. Вместе с поляками запорожцы дошли до Москвы, где вынуждены были сражаться со своими собратьями с Дона и Волги.