Петр Дорошенко, внимательно следивший за развитием ситуации в Заднепровье, где у него было немало сторонников, подослал своих агентов в Переяславль и в июле 1666 года им удалось организовать там беспорядки. Казаки Переяславского полка убили своего полковника Ермоленко и много царских ратных людей. Воеводе Вердеревскому едва удалось скрыться. Одновременно начались волнения и в Каневском полку на правой стороне Днепра.
Брюховецкому и вновь назначенному киевскому воеводе Петру Васильевичу Шереметеву пришлось принимать срочные меры. Восстание в Переяславле было подавлено, а зачинщики волнений в Каневе схвачены. Дорошенко, пользуясь смутой, захватил на восточном берегу несколько местечек, но большого успеха добиться ему в то время не удалось. Брюховецкий видел выход только в одном — прислать в Малороссию как можно больше царских людей, а казаков записать в мещане, тогда не будет никаких бунтов, — говорил он царскому посланнику Ионе Леонтьеву. Со своей стороны и Шереметев поддерживал эту идею, та как для мещан платить фиксированные сборы в царскую казну было выгоднее, чем страдать от постоянных поборов казацкой старшины. Некоторые казаки даже сами стали просить записать их в мещане.
Однако, запорожцы с таким положением дел мириться не хотели и к царским воеводам относились недоброжелательно. Особенно они противились размещению царского гарнизона в Кодаке. Серко со своими охотниками фактически отделился от Запорожья. Вынужден был покинуть Сечь и прежде почти постоянно находившийся там Косагов, опасаясь измены после того как кошевым был выбран Рог.
Действительно, Рог установил тесные контакты с Дорошенко, а сами запорожцы вдруг вспомнили, что в давние времена их деды служили не Москве, а королю.
Пока события таким образом развивались в Заднепровье и Приднепровье, в Москве и Варшаве хлопотали о мире. Обе державы устали от более чем десятилетних войн, дальнейшее противостояние было не выгодно ни Московскому государству, ни Речи Посполитой. Афанасий Ордин-Нащокин, выполнявший в то время при Алексее Михайловиче обязанности главы правительства, даже предлагал для заключения вечного мира отказаться от притязаний на Малороссию, но царь с этим предложением не согласился. Переговоры шли давно, но к лету 1666 года стали подходить к концу. В своем желании устроить «вечный» мир Ордин-Нащокин даже готов был уступить полякам Киев и практически убедил в такой необходимости и Алексея Михайловича, однако неожиданно польские комиссары согласились оставить Киев на 2 года за Москвой.
Как ни странно, но помог в этом царскому посольству Дорошенко. Еще в феврале, собрав раду, он предложил всех поляков с правобережной Украйны выслать в Польшу, а самим перейти в подданство крымского хана. Часть старшины выступила против этого. Дорошенко даже пришлось перейти к угрозам отказаться от гетманства, но, в конце концов, большинство рады его поддержало. Вновь утвержденный в должности гетмана, он направил послов к султану и хану с уведомлением о том, что правобережная Украйна находится во власти султана. Тогда же поступил приказ из Константинополя крымскому хану Адиль Гирею (герою Конотопской битвы), сменившему весной того же года Магомет Гирея, оказать помощь Дорошенко. Выступивший из Крыма царевич Давлет Гирей остановился возле Крылева и отсюда обрушился на Левобережье, захватив около 5000 пленных. С захваченной добычей он отошел к Умани, где частично уничтожил, а частично пленил польское войско во главе с Маховским и Красовским, отправив обоих полковников в Крым. Затем он соединился с Дорошенко и они совместно вторглись в пределы Речи Посполитой. Малороссийские летописи сообщают, что в этом походе под Люблином, Львовом и Каменцем казаками и татарами было захвачено в плен около 100000 поляков и евреев, польские летописцы называют более скромную цифру — 40 000.
Естественно после такого дела, Дорошенко уже не мог примириться с Польшей, поэтому, опасаясь возмездия, он стал убеждать Адиль Гирея примириться с государем московским и в дальнейшем продолжать военные действия против Польши в союзе с Москвой. Этого поляки допустить не могли, поэтому в целях скорейшего заключения мирного договора пошли на уступки московской стороне в вопросе с Киевом. Наконец, 13 января 1667 года подписаны были договорные статьи мирного договора (получившего позднее название Андрусовского) сроком на 13 лет — до 1680 года. Собственно это было только перемирие, а над заключением окончательного мира стороны договорились продолжить работу и проводить совместные заседания. Этот договор, по существу зафиксировал реальное положение дел на тот момент — Польше возвращались территории в Литве, Белоруссии и на правобережной Украйне, кроме Киева, которые де-факто и так находились под ее властью, будучи отвоеваны у Москвы. За московской стороной оставался Смоленск и Заднепровье со всей Украйной по левому берегу Днепра.
Этот мирный договор вызвал сильные волнения на Левобережье. Казаки были недовольны его условиями, в их среде распространялись слухи, что царь заключил мир с королем для того, чтобы уничтожить казачество. Запорожцы даже перехватили царского посланника Лодыженского направлявшегося в Крым и убили его.
Между тем, доносы Брюховецкого и Мефодия друг на друга стали приносить свои плоды — в Москве начали с подозрением относиться к обоим. Побывав в столице на соборе, осудившем Никона, епископ по возвращению в Малороссию, понял это и стал искать примирения с гетманом. Он нуждался в гетманской поддержке, так как узнал, что на его место должен быть назначен Лазарь Баранович, ставший к тому времени черниговским епископом. Непонятно какую цель при этом преследовал Мефодий, но он стал склонять гетмана к измене Москве. Возможно, он надеялся, что это позволит ему удержаться в Киеве местоблюстителем.
Семена измены, брошенные на подготовленную почву, не замедлили дать всходы. Брюховецкий, наконец, понял, что с демонстрацией своей показной преданности Москве, он явно перегнул палку. Казаки не просто были им недовольны — они его ненавидели и от их мести Ивана Мартыновича не спасли бы ни боярский титул, ни царские воеводы. Единственный выход он видел в скорейшей измене царю, тогда еще можно было рассчитывать сохранить, хотя бы остатки своего влияния на казацкие массы.
В качестве своих первых шагов по пути предательства Брюховецкий завязал переписку со Степаном Разиным и донскими казаками, а также вошел в тайные сношения с Дорошенко и находившимся при нем митрополитом Тукальским, освобожденным из заточения. Дорошенко, идеалом которого, как и Богдана Хмельницкого, являлось создание независимого украинского государства, предложил ему остаться гетманом восточной стороны Днепра, если Брюховецкий соединится с ним и выступит против Москвы, перейдя в подданство турецкого султана. Эти условия лично Брюховецкого устраивали. Более того, он рассчитывал, что, в конечном итоге, Дорошенко сам откажется от гетманства, и тогда он станет владыкой обеих сторон Днепра.
Однако Брюховецкий понимал, что для реализации задуманного необходимо было заручиться поддержкой старшины. Собрав 8 февраля 1668 года в Гадяче полковников на тайную раду, он передал им условия Дорошенко. Дискуссия не понадобилась, все они готовы были перейти в турецкое подданство и изменить царю. Воистину правдивы слова Евангелия — не мечите бисер пред свиньями, ибо они оценить этого жеста не смогут, а набросятся и растерзают вас!
В этом предательском сговоре приняли участие полковники: нежинский Артем Мартынов, возведенный в эту должность после мятежа Матвея Гвинтивки, черниговский — Иван Самойлович, полтавский — Костя Кублицкий, переяславский — Дмитрий Райча, миргородский — Грицко Апостоленко, прилуцкий — Лазарь Горленко, киевский — Василий Дворецкий.
Задача изменников облегчалась тем, что волнения в Малороссии начались еще в конце 1667 года. Стихийные выступления казаков, мещан и других слоев населения против царских воевод прошли в ряде городов и местечек. Волновалось и Запорожье, фактически присоединившееся к Дорошенко.
Сразу же после тайной рады вспыхнуло восстание и в Гадяче. Брюховецкий предложил воеводе Огареву, у которого было всего 200 человек войска, покинуть город, но толпа не дала ему уйти. Часть людей Огарева была перебита, остальные вместе с самим воеводой захвачены в плен. Мятеж поднялся по всей Малороссии. Только в Киеве, Переяславле, Нежине и Остре воеводам удалось укрыться в замках, а в остальных городах они погибли вместе со своими служилыми людьми. Фактически уже к середине февраля вся левобережная Малороссия оказалась свободной от царских войск, везде восставшие торжествовали победу.
В Москве весть об измене Брюховецкого была воспринята не только с вполне понятной тревогой, но и с недоумением. Такого низкого коварства от боярина и гетмана в царском окружении никто не ожидал.