Personalunionen gikk i 1569 over til realunion. Det polsk-litauiske samvelde ble formelt inngått gjennom en traktat som ble undertegnet 1. juli 1569 i Lublin, derav navnet Lublinunionen. Riket ble styrt av en valgt monark som formelt sett satt som konge av Polen og storfyrste av Litauen. Kongen styrte sammen med parlamentet, Sejmen, og i samråd med et senat. De to delene av riket beholdt hver sin armé, administrasjon og lovverk. Unionen første til at polsk som språk og kultur befestet seg også i Litauen og ble etterhvert dominerende i unionen. Blant adel og rikfolk i Litauen og Rutenia utkonkurrerte polsk det rutenske språket. I 1696 ble polsk det offisielle språk, på bekostning av litauisk og rutensk. Litauisk ble etterhvert bare brukt på landsbygda. På 1600-1700-tallet har Polen og Litauen for det meste en felles historie. Sverige-Finland var fra 1592 i en kortvarig personalunion med Litauen gjennom Johan 3s ekteskap med prinsesse Katarina Jagellonica. Som en del av motreformasjonen ble Vilnius universitet åpnet i 1579 av jesuittene.