Сигизмунд III был католиком и постоянно находился в Речи Посполитой, поэтому не пользовался популярностью в протестантской Швеции. Дополнительное недовольство вызвало его решение присоединить часть Эстонии к Речи Посполитой. В 1599 г. шведы лишили его престола, что стало непосредственным поводом к войне.

Война 1600—1629 гг. началась в неблагоприятный момент. Польша одновременно воевала в Молдавии с Османской империей, поэтому против Швеции сначала действовало в основном войско ВКЛ. Шведы быстро заняли Эстонию и большую часть Ливонии, кроме Риги.

Длительная война, неурожаи и рост налогов ухудшили экономическое положение государства. Казна оставалась пустой, а наёмные воины, не получавшие жалованья, покидали армию. Даже талантливый полководец был вынужден действовать небольшими отрядами и не мог окончательно вытеснить шведов.

В 1621 г., когда Речь Посполитая воевала с Османской империей, шведы осадили и захватили Ригу. После завершения войны на юге силы были переброшены против Швеции, но вернуть утраченные земли не удалось. В 1629 г. стороны заключили перемирие в Альтмарке.

В 1604 г. самозванец во главе наёмников и казаков выступил в поход, а в 1605 г. занял московский престол. Однако в 1606 г. он был убит во время боярского заговора. Это не остановило вмешательство Речи Посполитой во внутренние дела России.

В 1609 г. Сигизмунд III Ваза без согласия вального сейма начал войну и осадил Смоленск. В 1610 г. часть московских бояр пригласила на престол королевича Владислава, а войска Речи Посполитой вошли в Москву. Позднее народное ополчение освободило столицу и отбросило противника к Смоленску.

Осада продолжалась восемь месяцев. Гетман Криштоф Радзивилл направил к городу помощь, а небольшие отряды обеих сторон совершали рейды по приграничным землям. Российские части нападали на Полоцк, Витебск и Велиж, а войска ВКЛ действовали на псковском направлении.

Король Владислав IV собрал 25-тысячную армию и подошёл к Смоленску. Российские войска были оттеснены от города, окружены и в феврале 1634 г. капитулировали. Однако дальнейшее наступление на Москву не состоялось.

На востоке Речь Посполитая вернула Смоленщину и достигла наибольших территориальных размеров. В Смоленской войне ей удалось сохранить основные завоевания и заставить Владислава IV отказаться от формальных претензий на московский престол. На юге государство смогло отстоять свои интересы в борьбе с Османской империей.

Долгая война со Швецией завершилась потерей Риги, значительных земель в Прибалтике и контроля над важными портами. Это ухудшило торговлю и финансовое положение страны. Личная уния со Швецией распалась, а северный сосед заметно усилился.