1654年初，俄國動員了10萬軍隊進攻波蘭，當時俄國的總兵力約15萬，而波蘭只能動員6萬軍隊來抵抗俄軍的入侵。土耳其和克里木汗因害怕俄國吞併烏克蘭，轉而支持波蘭，不斷派出輕騎兵配合波軍作戰同年5月，俄軍在北線分北中南3路向白羅斯和斯摩棱斯克地區的波軍發動進攻。。北路俄軍從大盧基出發，連克涅維爾(6月1日)、波洛次克(7月17日)、維帖布斯克(9月17日)。中路俄軍是主力，共有兵力4萬，赫麥爾尼茨基還把伊凡佐洛塔連科的2萬哥薩克軍編入俄軍作戰。
俄軍從維雅菇馬出發，首先攻克多羅戈布日，繼而包圍了17世紀初被波軍佔領的斯摩棱斯克。經2個月的包圍，俄軍於9月23日攻克這個重要的戰略城市。南路俄軍從布良斯克出發沿羅斯拉夫裏一姆斯季斯拉夫裏一奧爾沙一鮑裏索夫一線嚮明斯克推進。8月，在舍佩列維齊附近重創由統帥雅努什·拉吉維爾指揮的波蘭一立陶宛軍隊。這年秋，俄軍佔領了莫吉廖夫、戈麥利等城市，進抵別列齊納河。在1654年的戰爭中，俄軍不只收復了俄羅斯西部的失的，而且佔領了第聶伯河和西德維納河之間的白俄羅斯地區和一部分立陶宛地區。
1654年底和1655年初，波蘭一韃聯軍在南線，即烏克蘭發動反攻。在烏克蘭，俄軍只有2萬人，先後由安·布土爾林和弗·舍列麥捷夫指揮。由統帥斯·波託茨基和斯·蘭茨科龍茨基指揮的波軍在波多利亞同伊凡鮑貢指揮的哥薩克軍發生激戰。波車在莫吉廖夫(德涅斯特河)獲勝後，進抵布沙，直通物拉茲拉夫和烏曼。1月10日，波蘭一韃靼聯軍包圍了烏曼。守衛烏曼的是伊凡·鮑貢。烏曼城有很高的圍牆，牆外有深溝。
鮑貢命令用水澆圍牆，把它變成光滑的冰山，使波軍無法攻城。1月2日，波軍在奧赫馬托夫戰役中獲勝。勃拉茲拉夫省受到嚴重破壞。俄羅斯一哥薩克聯軍朝白教堂方向敗退。但是，波軍的勝利未能使整個戰局轉敗爲勝。在白俄羅斯一立陶宛戰場，俄軍在1655年夏進展順利，連克明斯克(7月3日)和維爾諾(7月31日)以及考那斯和格羅德諾等重要城市。俄軍佔領維爾諾後，大肆屠殺洗劫，縱火燒城，烈火持續了2個星期。
繁榮的立陶宛首都淪爲廢墟。白俄羅斯和立陶宛大部分土地被俄軍佔領在烏克蘭戰場，赫麥爾尼茨基積極準備反攻。他力圖使克里木韃靼人脫離同波蘭的聯盟，爲此派使者同克里木汗談判。談判沒有取得成功，因爲克里木汗要求赫麥爾尼茨基中斷同俄國的關係。1655年夏，俄羅斯一哥薩克聯軍在赫麥爾尼茨基指揮下開始反攻，向西烏克蘭推進。9月，聯軍包圍利沃夫，北路俄軍佔領盧布林，直抵維斯瓦河畔的下卡齊米日和普瓦維。波蘭首都華沙受到威脅戰爭進程表明，俄波兩國力量已經發生根本變化。
波蘭已經喪失了16世紀和17世紀初佔有的優勢，而俄國則由劣勢轉爲優勢，咄咄逼人地向着兼併烏克蘭和白俄羅斯的既定目標前進正當俄羅斯一可薩克聯軍伸入波蘭本土作戰的時候，4萬瑞典軍隊從波莫瑞和立沃尼亞兩個方向發動了對波蘭一立陶宛的進攻。瑞典國王查理·古斯塔夫爲了奪取波羅的海地區的霸權，使波羅的海成爲瑞典的內湖，企圖以迅雷不及掩耳的速度滅亡波蘭共和國。
1655年9月8日和10月19日，瑞軍相繼攻克華沙和克拉科夫。波蘭國王楊·卡齊米日逃往西里西亞。俄國政府鑑於波蘭已經削弱，不再是危險的敵人，而且兼併烏克蘭和白俄羅斯的任務已經基本實現，所以決定聯合波蘭，對付更加兇惡的敵人一瑞典。1656年11月3日，俄波兩國代表在維爾諾附近的涅米扎簽訂了停戰協定，共同投入對瑞典的戰爭。俄波戰爭第1階段結束。
