Українське козацтво взяло участь у черговій польсько-російській війні у 1618 році. Навесні коронне військо Речі Посполитої на чолі з королевичем Владиславом підійшло до м. Вязьма і розкинуло табір, очікуючи підходу підкріплень. Проте ані вояків, ані грошей не надійшло, тому більшість жовнірів залишила табір. Польський уряд звернувся по допомогу до гетьмана Петра Сагайдачного з проханням взяти участь у поході Війська Запорозького на Москву, щоб врятувати королевича Владислава з безнадійного становища. Сагайдачний, вислухавши короля, висунув такі вимоги:
розширення козацької території;
свобода православної віри в Україні;
збільшення чисельності козацького війська;
визнання з боку Польщі судової та адміністративної автономії України.

Король і сенат погодились на всі ці вимоги Сагайдачного і прислали до його війська клейноди, тобто булаву, бунчук, печатку і прапор.


Після переговорів українське командування під керівництвом гетьмана Петра Сагайдачного розробило план майбутнього походу. Оскільки за донесеннями козацької розвідки більшість російських військ було націлено на смоленський напрям, то Сагайдачний відкинув польський план, який передбачав рух козаків від Смоленська до Вязьми, натомість обравши шлях від Путивля прямо на Москву. Задля збереження таємниці гетьман не повідомив польську сторону про свій план. Крім того, було проведено операцію з відвернення уваги московських воєвод від південного кордону (в травні 1618 р. в районі Калуги діяв 4-тисячний козацький загін).


У середині червня Сагайдачний закінчив збирати 20-тисячне військо і розпочав похід на Москву. Протягом кількох тижнів українці захопили Путивль, Рильськ, Курськ, Лівни, Єлець. Під останнім до Сагайдачного приєднався загін, посланий у травні під Калугу. Дорогою він захопив міста Лебедин, Скопин, Ряжськ. Водночас спроби Владислава (військо якого збільшилося до 25 тис.) захопити Можайськ не дали результатів.


Поповнивши власні сили й визначивши через посланців місце зустрічі українського та польського військ у Тушині, український полководець продовжив похід. Було захоплено Шацьк, однак під Михайловим козаки зазнали першої невдачі. Загін в тисячу козаків на чолі з полковником Милостивим мав уночі захопити місто. Однак цей план зірвався і Сагайдачний змушений був перейти до звичної облоги. Через десять днів Михайлів було захоплено. В районі Серпухова запорожці зустрілися з московським військом Д. Пожарського. Проте російські ратники за першої сутички з козаками розбіглися. Потім проти запорожців виступив новий воєвода Г. Волконський, він намагався перешкодити переправитися через Оку, поблизу Коломни, військам гетьмана. Однак Сагайдачний швидко оминув місто і перейшов Оку вище, здолавши при цьому московський опір. Вирушивши Каширським шляхом, запорожці вже 17 вересня були в Бронницях поблизу Донського монастиря. Росіяни спробували розгромити козаків, виславши проти них військо на чолі з Бутурліним. Однак козаки атакували московські полки на марші й ущент їх розбили. Після цього Сагайдачний перейшов до Тушино, де 20 вересня з'єднався з Владиславом. Тим часом окремі загони козаків захопили міста Ярославль, Переяславль, Романів, Каширу.


У вересні 1618 року українські і польські війська під проводом гетьманів П. Сагайдачного і Я. Ходкевича обложили Москву. Військо Сагайдачного стояло перед Арбатськими ворітьми Земляного валу і готувалося до штурму. Проте польська шляхта відмовилася продовжувати війну через брак коштів.


14 жовтня, в ніч перед святом Покрови пресвятої Богородиці, почався штурм і навіть можна було взяти Москву. Але Сагайдачний звелів козакам припинити атаку і відступити. Москву взяти не довелося. Чому, що сталося? Джерела того часу про це нічого не пояснюють. Про боягузтво або підкуп Сагайдачного не може бути й мови: його мужність була відома усім, а багатства він не прагнув, навпаки, усе своє добро завжди роздавав на корисні справи. Залишаються здогади істориків. Може, гетьман хотів поквитатися з королем за невиконані обіцянки козакам, може не хотів торжества Речі Посполитої і врятував Московську державу від поразки і іноземного поневолення. А може, виникла у нього думка: залучити в майбутньому Московську державу в союзники проти Речі По-сполитої. Здогадки відносно мотивів дій Сагайдачного потребують додаткового дослідження.


Опісля велися переговори в селі Деуліні недалеко від Троїце-Сергієвої лаври. 1 грудня 1618 року було підписано так зване Деулінське перемир'я. Владислав відмовився від своїх прав на московський престол. За цю відмову Польща отримала білоруські й українські землі, які до того були під владою Москви: Смоленську, Чернігівську та Новгород-Сіверську - всього 29 міст. У кінці 1618 - на початку 1619 року закінчилась громадянська війна в Росії, котра тривала 15 років. Військо Сагайдачного повернулося в Україну.