היחלשותה ההדרגתית של הנסיכות וחוסר האפשרות לנהל באופן עצמאי את המאבק נגד נסיכות מוסקבה ההולכת וגדלה הובילו לעלייה בתלות בפולין. מלחמת לבוניה הקשה מהותית הפכה לאחת הסיבות העיקריות לכריתת איחוד חדש, שאיחד את דוכסות ליטא וממלכת פולין לפדרציה המכונה האיחוד הפולני-ליטאי. למרות המגבלה המשמעותית על ריבונותה של הדוכסות הגדולה של ליטא וכן אובדן של מספר שטחים, הנטיות הבדלניות בה לא מומשו, שהתבטאה באימוץ המהדורה השלישית של החוקה בשנת 1588. בתקופה זו הגיעו מגמות הרנסאנס האירופיות לדוכסות הגדולה, הקשורה ישירות לרפורמציה שהגיעה מארצות גרמניה.