В начале 1240-х гг. в Полоцке утвердились литовские князья. «Хроника Быховца», правда, указывает, что они осели в Полоцке еще в 1190 г. По ней литовский князь Мингайло завоевал Полоцк и посадил в нем своего сына Гинвила, принявшего в православии имя Борис. Но никакие другие источники это не подтверждают. Возможно, Полоцк был отдан литовскому князю Товтивилу, зятю Брячислава Полоцкого, как приданое дочери. Существует версия, что Полоцк был захвачен Литвой, но никаких доказательств этой версии нет.
Около 1248 г. великий князь Литовский Миндовг утвердил Товтивила полоцким князем, но вскоре согнал его с удела. Тогда последний обратился за помощью к ливонским рыцарям. После примирения с Миндовгом (в 1253 г.) Товтивил снова стал княжить в Полоцке. Он принял участие вместе с новгородцами и псковичами в походе на Юрьев. В 1263 г. Товтивил был убит князем Тройнатом во время усобицы в Литве, разразившейся после убийства Миндовга. Его сын Константин был вынужден бежать в Новгород, а в Полоцке сел Нальшанский князь Гердень. Но в 1267 г. Гердень был в свою очередь убит.
Неизвестно, кто правил в княжестве после гибели Герденя. Возможно, это был витебский князь Изяслав, упоминаемый в одной из грамот под 1265 г. как князь Полоцкий. В 1270-1280-х гг. сын Товтивила, Константин, возвратил себе Полоцк. По булле папы Климента V от 19 июля 1310 г., не имея наследников, Константин оставил княжество рижскому архиепископу. Но враждовавшие с епископом Ливонские рыцари продали права на Полоцк Великому князю Литовскому. В 1307 г. войско великого князя Витеня, по соглашению с полочанами, прогнали рыцарей епископа. С этого времени в Полоцке сидел брат Витеня, Воин, а затем сын Воина – Любарт, погибший в одной из стычек с рыцарями.
После гибели Любарта Полоцк получил старший сын Ольгерда – Андрей. Андрей участвовал в нескольких походах против Ордена, но после смерти отца в августе 1377 г. был вынужден бежать в Псков. Новый великий князь Литовский Ягайло отдал Полоцк своему родному брату, Скиргайло, принявшему православие с именем Иван. В 1386 г. Скиргайло был назначен наместником Ягайло (ставшего королем Польши с именем Владислав II) в Литве, а в Полоцке опять сел Андрей Ольгердович. Позже Андрей выступил против Кревской унии в союзе с орденом и Смоленским княжеством, но был разбит Скиргайлом и попал в плен. Тогда же великий князь окончательно уничтожил самостоятельность Полоцкого княжества, преобразовав его в воеводство в составе Польско-Литовского государства.
В 1772 г. в результате первого раздела Польши Полоцкая земля была присоединена к Российской империи, а Полоцк стал уездным городом.
В X–XI вв. практически все восточнославянские союзы племен были объединены в рамках Древнерусского государства – Руси с центром в г. Киеве. Наиболее известные феодальные государственные образования на территории современной Белоруссии – Полоцкое, Туровское, Галицко-Волынское и Смоленское княжества. Полоцкое княжество периодически подпадало под власть Киева, но вскоре стало фактически самостоятельным государством со всеми соответствующими атрибутами – суверенной властью князя, администрацией, столицей, войском, денежной системой и т. д. При этом княжество само расширяло свое влияние в сторону Балтийского моря, подчинив себе ряд прибалтийских племен.
В X–XII вв. Полоцкое княжество охватывало обширную территорию, включающую север и центр современной Белоруссии, а также земли современных Латвии, Литвы и западной части Смоленской области России.
Вопрос о правомерности рассмотрения Полоцкого княжества в составе Русского государства оспаривается рядом белорусских историков. При этом считается, что первыми центрами консолидации восточнославянских племенных союзов, где рождались княжеские династии, были не только полянский Киев и словенский Новгород, но и кривицкий Полоцк.