В середине XIII века начинается новая эпоха белорусской истории — эпоха Великого Княжества Литовского. Объединение слабых и разрозненных земель в одно крупное государство было в интересах как балтского, так и восточнославянского населения, поскольку с востока угрожали монголотатары, а с запада начинали теснить немецкие рыцари. Между литвой и кривичами существовали давние тесные связи. Поэтому создание совместного государства произошло естественно и без особого насилия.
Основателем государства стал Миндовг, который объединил литовские племена и Новогородское княжество. Новогородок (Новогрудок) стал первой резиденцией Миндовга. Здесь он, если верить поздним летописям, принял христианство православного обряда. В Полоцке же, где прервалась местная династия, вскоре вокняжился племянник Миндовга Товтивил.
В середине XIII века Миндовгу пришлось вести борьбу с восставшими против его власти вассалами Ердивилом, Товтивилом и Викинтом, призвавшими на помощь галицко-волынских князей, Польшу и рыцарей Инфлянтского ордена. Чтобы нейтрализовать немцев, он пообещал отдать ордену жемайтийские земли и принять католичество.
В 1251 году Миндовг был крещен, а в 1253 м папа римский уже прислал ему королевскую корону. Сблизившись с немцами, Миндовг сумел расколоть вражескую коалицию и сохранить власть над Литвой. Однако его сын Войшелк в 1254 году вынужден был подписать с галицким князем Данилой соглашение, по которому Новогородок, Слоним, Волковыск и другие города уступались Роману Даниловичу. Товтивил возвратился в Полоцк. Затем сам Войшелк ушел в Галицкую землю и несколько лет был там монахом, а вернувшись Но уже в 1258 году Войшелк вместе с Товтивилом заняли Новогородок, пленив Романа. Пытаясь взять реванш, Данила Галицкий осуществил новый поход на Новогородскую землю. Зимой 1258/59 года галицковолынские князья участвовали в походе хана Бурундая — первом вторжении татар на территорию Беларуси. Но Белорусское Понеманье осталось на стороне Миндовга.
В 1263 году в результате заговора Миндовг и его сыновья были убиты галицынским князем Довмонтом и жемайтийским Транятой. Провозгласив себя властелином Литвы, Транята пригласил к себе из Полоцка Товтивила и умертвил его, но некоторое время спустя погиб сам. Тогда Войшелк, третий сын Миндовга, скрывавшийся в Пинске, пришел с пинянами в Литву. Радостно принятый там, он жестоко расправился с противниками и стал великим князем.
Однако Войшелк вскоре передал великокняжеский престол Шварну Даниловичу. Сам же ушел в монастырь, а в 1264 году был убит галицким князем Львом Даниловичем. Но и Шварн княжил недолго. В Полоцке в то время после Товтивила сидел Гердень, который погиб в борьбе против нападений Довмонта с псковичами на Полотчину. Позднее полоцким князем стал Излагав. И Гердень, и Изяслав признавали власть Войшелка.
Только в 1270-х годах, при Трайдени, наступила определенная стабилизация политической жизни. Власть великого князя признали Городенщина и ятвяжская земля. Однако отношения с Галицко-Волынским княжеством вновь обострились. Коалиционные походы галицкого князя и татар на Белорусское Понеманье происходили в 1274, 1276 и 1277 годах.
Сведения об истории дальнейшего литовского княжения весьма скупы. Известно, что приблизительно в конце 1280-х государством правили Буквдид и Пукувер, а в 1295–1315 годах — Витень.
В Полоцке после Изяслава в 1270-х годах княжил Константин Безрукий, а в Витебске тогда же — его сын Михаил. В конце XIII века в Полоцке уже правил некий литовский князь (имя неизвестно). Считается, что он принял католичество и, умирая бездетным, передал землю Рижскому архиепископу. В результате в городе появилось много немцев и католического духовенства, что вызвало недовольство полочан. Последние, как утверждает историкографическая традиция, попросили помощи у князя Витеня, который в 1307 году вместе с ними очистил Полотчину от немцев и присоединил ее к своему княжеству.
В годы правления Гедимина (1316–1341) в состав его княжества вошли почти все территории современной Беларуси, за исключением Поднепровья, Посожья и нижней Припяти. Одной из первых к государству Гедимина была присоединена Витебская земля. В 1318 году Ольгерд Гедиминович вступил в брак с Марией, дочерью последнего витебского князя Ярослава Васильевича, и, когда в 1320 году тот умер, княжество осталось Ольгерду. Берестейская земля вошла в состав его государства не позднее середины 1320-х годов. Жители Берестейщины были недовольны зависимостью от волынских князей, поэтому Гедимину довелось воевать не с населением, а с этими князьями. Примерно тогда же власть Гедимина признали и центральные земли Беларуси.
Менский князь Василь в 1326 году входил в число послов, направленных в Новгород. Вассалами стали также князья друцкий и лукомльский. Гдето к 1340 году Туровской и Пинской землей начал править Наримунт Гедиминович. В положении зависимого союзника Вильни находился также князь смоленский. Политическое влияние Гедимина достигало Пскова, Новгорода, Вязьмы и других княжеств.
Объединяя под своей властью большие восточнославянские территории, Гедимин, как правило, обходился без насилия и завоевания. Этот князь первым из монархов начал называть себя правителем не только литвинов, но и русинов. Он раздал уделы в управление своим сыновьям: младшему Явнуту — Вильню, которая с 1323 года была столицей государства, с пригородами Ошмяной, Браславом и Вилькамиром, Монивиду — Кернаву и Слоним, Наримунту — Пинск и Туров, Кариату — Новогородок и Волковыск, Любарту — Волынь, Ольгерду — Крево и Витебск (и Менск?), Кейстуту — Троки (Тракай), Берестье и Городню. Полотчина же оставалась у Гедиминова брата Воина (затем перешла Наримунту). Отданные наместникам земли Беларуси сохранили широкую автономию. К примеру, Полоцк попрежнему самостоятельно подписывал договоры с Ригой. Сыновья Гедимина, получив уделы, переняли религию коренного населения, местные традиции. Кариат после крещения в православие стал называться Михаилом, Любарт — Дмитрием, Наримунт — Глебом, а Явнут — Иваном.
После Гедимина великокняжеским престолом владел его младший брат Явнут. Это вызвало разлад среди братьев. Государство находилось тогда в тяжелой политической ситуации. Немецкий орден закрепился в низовьях Немана, заключил перемирие с польским королем Казимиром и усилил давление на Великое Княжество.
Чтобы укрепить власть, Ольгерд и Кейстут договорились и в начале 1345 года осуществили государственный переворот. Кейстут овладел Вильней и провозгласил великим князем Ольгерда, а изгнанный Явнут бежал в Москву.
Братья разделили территорию государства на две части по линии Городня — Троки и далее до Инфлянтов (Ливонии). Ольгерд сидел в Вильне, владел восточными землями и занимался отношениями с Москвой и татарами. Делом Кейстута, устроившего себе столицу в Троках и правившего западной частью государства, была западная политика, прежде всего борьба с немецкими рыцарями.
Ольгерд добился больших успехов в восточной политике. Он присоединил к Великому Княжеству земли Белорусского Поднепровья, а в 1362 году разгромил у Синих Вод громадную татарскую орду, чем положил начало освобождению восточнославянских земель от татар. По просьбе тверского князя он в 1368, 1370 и 1372 годах ходил на Москву. Однако до решающей битвы дело не дошло. Ольгерд и великий князь московский подписали мир.
С целью нейтрализации церковно-политического влияния Москвы на православное население государства Ольгерд, как и его отец, добивался создания собственной митрополии. В 1352 году она была восстановлена. Кафедра, как и раньше, размещалась в Новогородке.
После смерти Ольгерда в государстве возник опасный внутренний раздор. Виленский престол получил Ягайло — сын Ольгерда от второй жены, с чем не согласились его старшие сыновья от витебской княгини Марии. Уже в 1377 году Андрей Ольгердович бежал из Полоцка в Псков, а затем в Москву.
Чтобы отомстить Андрею, Ягайло хотел посадить в Полоцке брата Скиргайлу, но полочане не приняли нежеланного князя и, оскорбив его, изгнали из города. Тогда Скиргайло пришел завоевывать Полоцк со своим войском и отрядом инфлянтских рыцарей. Полочане просили помощи у Новгорода, но не получили ее и отражали нападение самостоятельно. Их спасло то, что развернулась борьба Ягайлы с Кейстутом и Скиргайло отправился защищать своего брата.
Вскоре Кейстут был заточен, а затем удавлен в Кревском замке, а его сыну Витовту, брошенному в тюрьму в Вильне, удалось бежать в Пруссию. Захватив верховную власть, Ягайло спешил укрепиться на престоле, однако на Княжество напал Витовт с немецкими рыцарями. В 1383 году он захватил Троки, держал в осаде Вильню. Чтобы лишить Орден своего опасного соперника, Ягайло начал тайные переговоры с Витовтом. Последний согласился признать Ягайлу верховным правителем, если тот вернет ему отцовские владения, и в 1384 году перебежал из Пруссии в Литву.
