Однак поки що було укладено першу справжню військово — політичну україно — російську угоду, після чого розпочалася війна між Московським царством та Річчю Посполитою. Протягом 1654–1655 років московські й козацькі війська неодноразово побували в непідконтрольній козакам частині України, зайняли значну частину Білорусі та Литви, поставивши Річ Посполиту на межу цілковитої поразки. Проте саме через литовсько — білоруські землі стався перший серйозний конфлікт між царем і гетьманом — у Білорусії почали створюватися козацькі полки на взір українських (цю роботу провадив полковник Іван Нечай), і Хмельницький волів приєднати їх до своєї держави. Проте цар аж ніяк не хотів випускати з рук здобич, і україно — російські відносини почали швидко псуватись. Не бажаючи допустити, щоб і взяті з бою українські міста переходили під царську владу, Хмельницький навмисно затягує переговори, наприклад, з мешканцями Львова, перешкоджаючи росіянам узяти місто під свій контроль і надаючи львів'янам змогу відкупитися великою контрибуцією. Колосальна залежність російських полководців від царя та боярської думи не влаштовувала Хмельницького — такої долі для себе він зовсім не хотів, небезпідставно вважаючи себе фактичним князем окремої держави.
Взагалі 1655 рік ми можемо назвати роком «колосальних надій, що не справдилися», навіть у більшій мірі, ніж попередній, 1654. Адже це був рік знаменитого козацько — російсько — шведського «Потопу», у якому зрештою так і не потонув, здавалося б, такий хиткий човник Речі Посполитої. «Потопу», в організації котрого одну з головних ролей відіграла українська дипломатія, а в поразці — дипломатія російська. На початку 1656 року на хвилі успіхів багатьом московським політикам здалося, що з військовою потугою Речі Посполитої покінчено, і треба переключатись на вирішення «балтійської проблеми», відвойовувати у шведів вихід до Балтійського моря (як це згодом робитиме Петро І). Одним з ініціаторів примирення з Річчю Посполитою і війни зі Швецією (фактично — союзником козацької України) виступив відомий російський політичний діяч Афанасій Ордін — Нащокін (у майбутньому — голова Посольського приказу, «міністр закордонних справ» Московської держави). У раптового примирення Москви і Варшави було своєрідне «подвійне дно» — польські магнати знову наобіцяли царю Олексію Михайловичу, що його обрання польським королем цілком можливе, адже Ян — Казимир, мовляв, утомився від поразок і готовий зректися влади. Як наслідок, Річ Посполита здобула необхідний перепочинок, Московське царство затіяло нетривалу і безрезультатну війну зі шведами, а Хмельницький, обурений тим, що українських послів навіть не допустили на російсько — польські переговори, влаштував справжнісінький демарш — волав про доконечну потребу «від царської величності відступитись», мабуть, у дуже неполіткоректних висловах (про що у пом'якшеній формі записали російські посланці Бутурлін і Михайлов). Узагалі поведінка Москви була сприйнята Чигирином як зрада, і гетьман потроїв зусилля у створенні україно — шведсько — трансільванського союзу, не розриваючи, однак, формальних зв'язків із царем (на цьому наполягав Хмельницький, який все ще сподівався на те, що з Москвою вдасться домовитись на прийнятних для всіх умовах).
Кульмінацією тривалих переговорів і співпраці мав стати 1657 рік, коли шведські, українські та трансільванські війська окупували значну частину Речі Посполитої, і, здавалось, останній прийшов кінець. Зокрема, південь Польщі зайняла 50–тисячна союзна армія трансільванського князя Д'єрдя II Ракоці та українських козаків під орудою полковника Антона Ждановича, відправленого Хмельницьким у вирішальний бій. Але така самостійна політика українського гетьмана непокоїла царя, і в бій пішли російські «бійці невидимого фронту». До козаків Ждановича прибув думний дворянин Желябужський, котрий почав ширити звістку про те, що козаків послали до Польщі без відома царя, а їхній гетьман бажає їм погибелі. В результаті невдоволені тим як Ракоці веде бойові дії, козаки збунтувалися й рушили «на Вкраїну далеку», що стало останньою краплиною, котра зламала перебіг кампанії на користь поляків (на допомогу їм прийшов і кримський хан). Дізнавшись про провал своїх планів, Богдан Хмельницький, і без того хворий, був паралізований і невдовзі помер 6 липня 1657 року, наполігши перед смертю на обранні свого сина Юрія гетьманом.