Переговоры проходили с перерывами с сентября 1655 г. по октябрь 1656 г. при посредничестве Австрии. Московская сторона добивалась избрания Алексея Михайловича наследником польского престола и признания за ней всех завоеванных территорий, а польско-литовская требовала их возвращения вместе с Запорожьем.
17 мая 1656 г. Алексей Михайлович объявил войну Швеции, а осенью 1656 г. приостановил все военные действия против Речи Посполитой и 3 ноября (24 октября) 1656 г. в Вильне было заключено перемирие с Речью Посполитой на один год. Согласно его условиям обе стороны обязались воевать со шведами и не заключать с ними сепаратного мира. Но и после подписания перемирия переговоры по вопросу окончательного мира и межевания границ продолжались.
В 1658 г. Речь Посполитая, которая вела переговоры с Московским царством о совместной войне против шведов, возобновила с ним войну, призвав на помощь крымских татар. И хотя в октябре 1658 г. московские войска нанесли поражения войску ВКЛ у деревни Верки и под Мяделем, но Московское царство было в состоянии войны на три фронта (против Швеции, против Речи Посполитой и против казаков) и 20 (30) декабря 1658 г. в Валиесаре оно заключило со Швецией перемирие на три года на условиях сохранения своих завоеваний в Ливонии. Это дало возможность Московскому царству предпринять наступление против Речи Посполитой и в декабре 1659 г. московские войска под командованием В.Б.Шереметева атаковали польские войска на Украине, а в январе 1660 г. войска И.А.Хованского взяли Брест и одержали ряд побед над войсками ВКЛ.
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.