В мае 1660 г. Ян II Казимир заключил Оливский мир со Швецией, затем сосредоточил все силы против Московского царства и 18 (28) июня у местечка Полонка войско ВКЛ под командованием П. Сапеги и С. Чарнецкого наголову разгромило армию И.А.Хованского. Другая московская армия во главе с Ю.А.Долгоруким хотя и одержала 24—26 сентября (4—6 октября) победу над войсками ВКЛ под Могилевом, но в середине октября оказалась блокированной и отступила к Днепру. Вторгнувшееся в конце августа на Волынь войско В.Б.Шереметева было остановлено у Любара объединенными силами поляков и татар 5—16 (15—26) сентября, а 23 октября (2 ноября), после измены казаков под началом гетмана Юрия Хмельницкого 9 (19) октября, капитулировало под Чудновым. На Корсунской раде 11—13 (21—23) ноября правобережное казачество присягнуло королю Речи Посполитой и Московское царство утратило Правобережную Украину.

Осенью 1661 г. казацкие отряды Юрия Хмельницкого вместе с татарами перешли Днепр и осадили Переяславль, а войска под командованием И.А.Хованского потерпели сокрушительное поражение от войск ВКЛ под командованием К. Жеромского при Кушликах. Вскоре от московских войск были освобождены Гродно, Могилев и Вильно, а Быхов и Борисов оказались в осаде.

В мае 1662 г. московские полки под командованием У. Друмонда разбили войско ВКЛ под Чаусами (между реками Проня и Бася), однако в царских полках началось массовое дезертирство, вызванное снижением реальной стоимости жалования вследствие порчи медной монеты, и 9 (19) июля 1662 г. московские войска оставили Борисов, а 16 (26) декабря – Усвяты.

Летом 1664 г. московские войска потерпели поражение под Витебском и фронт стабилизировался по линии Себеж – Витебск – Орша – Могилев, а в июне 1664 г. в Дуровичах (между Красным и Зверовичами) Московское царство и Речь Посполитая начали мирные переговоры, которые были прерваны в сентябре.

Однако ухудшение внешне- и внутриполитического положения Речи Посполитой (угроза со стороны Крыма и Турции, мятеж Е. Любомирского) вынудили ее возобновить переговоры. Они начались в апреле 1666 г. в д. Андрусово на р. Городня. Ведущую роль в переговорах сыграл московский дипломат А. Л. Ордин-Нащокин, убежденный сторонник военно-политического союза Московского царства и Речи Посполитой, направленного против Швеции. И 13 (23) января 1667 г. Юрием (в польских источниках – Ежи) Глебовичем и Афанасием Ординым-Нащокиным в д. Андрусово было подписано перемирие на тринадцать с половиной лет, положившее конец войне.

Сначала стороны хотели заключить «вечный мир», но сделать это было слишком трудно, так как казаки, подстрекаемые Московским царством, не прекращали военных действий против Речи Посполитой, а самому Московскому царству после недавних военных успехов было чрезвычайно трудно отказываться раз и навсегда от прав на т.н. «исконно русские земли» – нынешнюю территорию Восточной Беларуси. В конце переговоров камнем преткновения стал Киев, который Ордин-Нащокин считал пограничным городом, но царь Алексей Михайлович был против этого. И только в конце 1666 г., когда Ордин-Нащокин сообщил царю, что если не будет заключено хотя бы перемирие, то войска Речи Посполитой войдут в Смоленский уезд, царь согласился на уступки.

По условиям перемирия Московскому царству передавался Смоленск и окружающая его область с городами Дорогобуж, Белый, Красный, а также города Невель, Себеж, Велиж, которые в 1678 г. московский царь Федор Алексеевич (1676—1682) возвратил ВКЛ, и Северские города (Черниговское воеводство). Также Речь Посполитая признавала присоединение Левобережной Украины к Московскому царству; Правобережная Украина оставалась в составе Речи Посполитой, за исключением Киева, который временно, на два года, передавался Московскому царству, но так и не был возвращен; Запорожская Сечь переходила под совместное управление обоих государств. В случае нападения крымских татар на украинские земли Московское царство и Речь Посполитая обязывались оказать казакам помощь, а при нападении татар на одну из договаривающихся сторон, другая не должна была их поддерживать.