А.С. Матвеев участвовал в походе русских войск Когда русские войска осадили Смоленск, польский гарнизон, не выдержав осады, начал переговоры о сдаче города русским: «10 сентября стольники Иван Богданович Милославский и Семен Юрьевич Милославский, да стрелецкий голова Артамон Сергеевич Матвеев на съезде с литовскими людьми договорились о сдаче Смоленска».[465]
Из-под Смоленска А.С. Матвеев отправился к Б. Хмельницкому для дальнейшей разработки плана совместных действий против Речи Посполитой, затем участвовал в осаде польского города Черткова в составе войск князя Г.Г. Ромодановского. Во время спешного отступления русских из-под Львова А.С. Матвеев возглавил отборный полк для прикрытия основных сил армии Ромодановского. От сильных морозов и голода в армии началось массовое дезертирство, военное снаряжение бросали на дорогах. А.С. Матвееву поручили во что бы то ни стало спасти пушки и боеприпасы. Сам он вспоминал, как впрягаясь вместо лошадей, измученные воины с огромным трудом тащили более 50 пушек, не допустив почти никакого урона.[466] Ценой огромного напряжения сил в течение 1654–1655 гг. почти вся территория Украины и Белоруссии была освобождена.
В 1655 г. против Речи Посполитой выступила Швеция и захватила Восточную Прибалтику. Русское правительство решило пойти на перемирие с Речью Посполитой и объявить войну Швеции. 12 августа 1656 г. состоялся съезд русских и польских представителей в Вильно. Русские послы обещали польским шляхтичам сохранить за ними все владения, права и вольности при условии закрепления Великого княжества Литовского за Российским государством. Предлагался и другой вариант: избрать царя Алексея Михайловича на польский престол после смерти короля Яна Казимира, кроме того, возместить военные издержки за два года и оставить за Россией всю Украину с Волынью и Подолией, а также Белоруссию с границей по реке Березине. Не добившись желаемых результатов, русские послы ограничились заключением перемирия, подписанного 24 октября 1656 г. в разгар русско-шведской войны.
В 1656 г. А.С. Матвеев в качестве полномочного посла ездил к литовскому гетману Гонсевскому с предложением об избрании московского царя в преемники польскому королю Яну Казимиру. Напомнив о Виленском договоре и о переговорах по избранию Алексея Михайловича на польский престол, он приступил к основному вопросу – об изменении границ Российского государства. Для их укрепления московское правительство хотело провести границу по берегам Березины и Буга. Гонсевский, боявшийся усиления России, ответил отказом и предложил женить царевича Алексея Алексеевича, как только он достигнет совершеннолетия, на племяннице королевы. Далее литовские послы предложили церковную унию, требовали предоставить Гонсевскому большие политические права и помочь оружием. А.С. Матвеев отказался удовлетворить требования Гонсевского, которые грозили усилением Речи Посполитой, что было крайне невыгодно для России и обострило бы её отношения со Швецией.
В начале 1657 г. А.С. Матвеев вновь отправился в Литву, не теряя надежды обеспечить России польский престол или по крайней мере добиться присоединения Литвы к Москве. Он получил наказ в случае разрыва между Литвой и Польшей сделать всё возможное, чтобы литовские войска перешли «под высокую руку великого государя» и присягнули ему. А.С. Матвеев подыскивал среди польских панов союзников для благоприятного решения этих вопросов на сейме. Во время его встреч с Гонсевским последний согласился содействовать русскому правительству за большую сумму. Но поскольку он был сторонником православно-католической унии и не соглашался присягать российскому государю, переговоры не привели к желаемым результатам.
27 июля 1657 г. умер Богдан Хмельницкий. Через месяц войсковые старшины и шляхта избрали гетманом И. Выговского. Казацкая верхушка надеялась отделить Украину от России и затем присоединиться к Речи Посполитой. Проводником их политики должен был стать Выговский. Москва встретила это избрание сочувственно: И. Выговский вошёл в доверие к московским дипломатам в предшествовавшие годы, ведя все дипломатические сношения с Москвой при Б. Хмельницком. Но на Украине лучше знали истинное настроение Выговского и поддерживавших его представителей генеральной старшины. Он пытался заключить союз с крымским ханом, которому было крайне невыгодно подданство Малороссии московскому царю. Новый гетман в отличие от Б. Хмельницкого не пользовался популярностью среди большинства казаков. Он не был известен воинскими заслугами и, что самое главное, был не казаком, а шляхтичем. Попытка гетмана и его сторонников настроить казаков против Москвы не удалась.