Baltiassa Ruotsi kävi edelleen sotaa Puola-Liettuaa vastaan ja vuonna 1629 solmittiin väliaikainen Altmarkin rauha. Saksassa syttyneeseen katolisen keisarin ja protestanttisten ruhtinaiden väliseen kolmikymmenvuotiseen sota Kustaa II Aadolf liittyi vuonna 1630 noustuaan maihin Pohjois-Saksassa. Ruotsin tavoitteena sodassa oli tukea Saksan protestantteja ja vahvistaa omaa asemaansa. Kustaa II Aadolf kuitenkin kuoli Lützenin taistelussa vuonna 1632 ja hänen tyttärensä Kristiina nousi alaikäisenä valtaistuimelle. Käytännössä valtakuntaa hallitsi tässä vaiheessa Axel Oxenstiernan johtama holhoojahallitus. 30-vuotisen sodan päättäneessä Westfalenin rauhassa 1648 Ruotsi vakiinnutti asemansa suurvaltana. Kolmikymmenvuotinen sota ja muut suurvalta-ajan konfliktit kuitenkin kuluttivat pahoin Ruotsin ja Suomen voimavaroja. Huomattava osa talonpojista joutui palvelemaan armeijassa ja laivastossa, joissa kuolleisuus oli suurta. Suomesta otetut sotilaat vastasivat sodan aikana noin kolmasosaa koko valtakunnasta otetuista.