5 сентября Трубецкой выступил из Путивля в левобережные города. Там везде встречали московское войско с радостью, полковники и старшины под пушечную стрельбу присягали на верность русскому царю.

27 сентября Трубецкой подошёл к Переяславу. Полковник Цецура со своим войском выехал ему навстречу за пять вёрст. Протопоп Григорий, священники с крестами, мещане, бурмистры, лавочники и вся чернь вышли за стены города встречать московское войско. Въехав в Переяслав, Трубецкой отстоял молебен в церкви и затем объявил переяславцам царскую милость, что велел им государь «быть под своею высокою рукою по-прежнему, прав и вольностей их нарушать не велел, а что были они он него отступны, и он вины им отдал». Так было и в других городах.

9 сентября в Переяслав прибыл Юрий Хмельницкий. На следующий день Юрий со своей старшиной явился к Трубецкому, который встретил его словами: «Известно великому государю, что ты ему служишь и ни к каким прелестям не приставал. За твою службу великий государь тебя жалует, милостиво похваляет, и тебе бы и вперёд служить верно, как служил отец твой гетман Богдан Хмельницкий». Юрий и его старшины били челом, чтобы царь простил им их вины, поскольку отлучились они от него не по своей воле, а принудил их к этому Ивашка Выговский. Трубецкой ответил, что царь их простил, велел созвать в Переяславе раду и выбрать себе гетмана, кого захотят.

17 октября 1659 г. за городом была созвана большая рада с участием как левобережных, так и правобережных казаков. Почти единогласно гетманом избрали Юрия Хмельницкого.

Между тем 21 июля 1658 г. в Москве было подписано предварительное перемирие со Швецией. Война не нужна была ни Карлу X, ни Алексею Михайловичу. Шведы увязли в войне с Данией, а русские — в Малороссии. Окончательный мир со Швецией был подписан 21 июня 1661 г. на мызе Кардис уже после смерти Карла X (в феврале 1660 г.).

В Белоруссии в 1660 г. боевые действия шли с переменным успехом. В январе 1660 г. боярин князь Иван Андреевич Хованский взял штурмом крепость Брест и разрушил её. В трёх сражениях Хованский разгромил три польских отряда, которыми командовали Полубенский, Обухович и Огинский.

18 июня 1660 г. у местечка Полонка в 30 верстах от города Ляховичи русское войско И. А. Хованского было разбито поляками под командованием Чарнецкого, Полубенского и Кмитица. Воевода князь Семён Щербатый попался в плен, двое сыновей Хованского и воевода Змеев были ранены, сам И. А. Хованский с оставшимся войском отошёл к Полоцку. Осаду с Ляховичей пришлось снять, а русская осадная артиллерия досталась ляхам.

С 24 по 26 сентября 1660 г. у села Губарево в 30 верстах от Могилёва шло трёхдневное сражение русских под началом князя Юрия Алексеевича Долгорукова с войском гетмана Павла Сапеги. В первый день поляки заставили русских отступить и занять оборону в своём лагере. На следующий день, 25 сентября, русские упорно оборонялись в окружении и, наконец, на третий день атаковали и заставили поляков бежать.

На юге киевский воевода В. Б. Шереметев с Юрием Хмельницким в августе 1660 г. двинулись на Львов. Русское и казацкое войска шли разными дорогами: Шереметев пошёл на Котельню, а Хмельницкий — на Гончаризу. По пути к русскому войску присоединился отряд казаков под началом Цецуры.

Полякам удалось тайно сосредоточить у Любара своё тридцатитысячное войско гетмана Потоцкого и маршалка Любомирского и 60 тысяч татар. 5 сентября ляхи и татары внезапно атаковали войско Шереметева. Русские были отброшены, но засели в обозе. В ходе боёв 5 и 6 сентября было потеряно около полутора тысяч русских и двести казаков. Затем противник отошёл, но в стане Шереметева начался голод. 9 сентября воевода выслал за фуражом трёхтысячный отряд, который перехватили татары, 500 человек было убито, 300 взято в плен, остальные вернулись в русский лагерь.

На рассвете 17 сентября Шереметев повёл своё войско на прорыв. В ходе боя русские и казаки потеряли несколько сотен человек убитыми. Полякам достались 400 телег и 9 пушек. Если верить летописи, отступление шло непрерывно весь день и всю ночь. Лишь в 7 часов утра 18 сентября войска достигли города Чуднова. Однако уже через 3 часа явились поляки и заняли возвышенность, господствующую над городом. Поэтому оставаться в Чуднове стало невозможно.

Шереметев приказал взять в городе как можно больше съестных припасов, сжечь город, отступить от него на несколько вёрст и укрепиться. Русское укрепление (табор) имело вид треугольника. Вскоре появились ляхи и начали артиллерийский обстрел русского табора.

Между тем к месту сражения двигалось войско Юрия Хмельницкого. Поэтому поляки разделили свои силы. Потоцкий остался держать Шереметева, а Любомирский двинулся наперерез Хмельницкому и напал на него под Слободищами. В ходе встречного боя обе стороны понесли большие потери, но в целом результат был ничейный. Ночью после битвы Хмельницкий получил грамоту от Выговского с уговорами отлучиться от Москвы, «которой силы уже сокрушены, которая более не светит, а чадит, как погасающая лампада».

В ту же ночь войско Любомирского отправилось на соединение с Потоцким. Хмельницкий же вместо преследования Любомирского остался под Слободищами и послал к полякам гонца с предложением начать переговоры о мире.

4 октября войско Шереметева пошло на прорыв, но, встретив войска Потоцкого и Любомирского, повернуло обратно. По польским данным, было убито около трёх тысяч русских и казаков.

5 октября Хмельницкий прислал полякам свои новые предложения, в ответ его пригласили лично явиться в польский стан и принести присягу королю. 8 октября гетман приехал в польский стан. Поляки удивились, увидев сына человека, одном имя которого наводило на них ужас. Это был скромный темноволосый мальчик, молчаливый и неловкий, более похожий на монастырского послушника, чем на казацкого гетмана и знаменитого Хмеля.

На следующий день Юрий присягнул королю, а вечером того же дня отправил письмо в русский стан к Цецуре с объявлением, что мир с Польшей заключён, и чтобы полковник следовал его примеру и перешёл на сторону поляков. 11 октября Цецура прислал ответ. Он писал, что отделится от москалей, как только убедится, что гетман действительно находится у поляков. Юрий выехал на холм под гетманским бунчуком. Тут Цецура с двумя тысячами казаков (остальные остались в обозе) рванулся из табора. Татары, решив, что это вылазка, бросились на них, поляки кинулись защищать перебежчиков, около двухсот казаков было перебито татарами, а остальные, цепляясь за польских всадников, достигли польского стана.

Уход казаков Цецуры серьёзно ухудшил положение Шереметева. Помощи ждать было неоткуда, а между тем «от пушечной и гранатной стрельбы теснота была великая. С голоду ратные люди ели палых лошадей и мёрли. Пороху и свинцу у них не стало». В таком положении Шереметев продержался ещё 11 дней и 23 октября начал переговоры с поляками. В результате были подписаны следующие условия:

«1) царские войска должны очистить малороссийские города: Киев, Переяслав, Нежин, Чернигов, оставя в них пушки и всякие пушечные запасы, после чего беспрепятственно отступят к Путивлю, взявши с собою имение своё и казну царскую.

2) Войско Шереметева, сдавши оружие, все военные запасы и хоругви, остаётся в обозе три дня, а на четвёртый выступает в города Кодно, Котельню, Паволоч и ближние места.

3) Шереметев с начальными людьми остаётся у гетманов коронных и у султана крымского, пока царские войска не выйдут из Киева, Переяслава, Нежина и Чернигова; им позволяется оставить при себе только сабли и иметь сто топоров в войске для рубки дров; когда упомянутые города будут очищены, то войско, под защитою королевских полков, отпустится к Путивлю, где будет ему возвращено всё ручное оружие; дорогою русских ратных людей не будут ни грабить, ни побивать, ни в плен брать; пищу себе и лошадям вольно им будет покупать.

4) Казаки, оставшиеся в таборе Шереметева по уходе Цецуры, выйдут наперёд из обоза, оружие и знамёна повергнут под ноги гетманов коронных, и Москве нет до них никакого дела.