Nachdem Karl X. die militärische Kontrolle über das Herzogtum Preußen errungen hatten, unterstellte sich der auch als Herzog von Preußen amtierende Friedrich Wilhelm der Lehnshoheit Schwedens. Der Königsberger Vertrag (17. Januar 1656) regelte die Aufhebung der Verbindung zu den polnischen Ständen, das Transitrecht für schwedische Truppen und das Öffnen der Häfen für schwedische Kriegsschiffe. Die Rückkehr Johann II. Kasimirs führte zum neuerlichen Krieg. Nachdem das schwedische Heer im Winterfeldzug zusammengeschrumpft war, wandte sich Karl X. Gustav an Friedrich Wilhelm um Truppenhilfe. Im Vertrag von Marienburg (23. Juni 1656) kam es zum Bündnis, indem der brandenburgische Kurfürst das schwedisch eroberte Fürstbistum Ermland zu Lehen erhielt. Die polnisch-litauischen Truppen wurden in der Schlacht bei Warschau (28. bis 30. Juli) schwer geschlagen. Karl Gustav zog sich nach dem Sieg vor einer sich neu bildenden polnischen Streitmacht in Richtung Danzig zurück, während die Brandenburger die östliche Grenze Preußens gegen eingefallene litauische Reiter sicherten. Im Vertrag von Labiau (20. November 1656) erkannte Schweden Friedrich Wilhelm als absoluten und souveränen Fürsten in Preußen an. Der ungelöste Konflikt mit Schweden zwang die Polen, die Souveränität Brandenburgs über das Herzogtum Preußen anzuerkennen. Eine neue Allianz Polens mit Brandenburg gegen Schweden wurde im Vertrag von Wehlau (19. September 1657) geschlossen.