Na miejsce zmarłego w 1548 roku Zygmunta Starego, przyszedł Zygmunt August, wybrany przez Sejm 18 października 1529 roku. Do czasu dojścia Zygmunta Augusta do władzy, Litwa potrzebowała reform, zwłaszcza w sferze agrarnej, ponieważ rozwój handlu i stosunków z Europą doprowadził do dużej liczby sprzedaży produktów rolnych, zwłaszcza zboża. Stare porządki w produkcji rolnej nie pozwalały w pełni zaspokoić potrzeb rynku, zarówno zewnętrznego, jak i wewnętrznego. Aby poprawić tę sytuację, a także zatrzymać Litwa w tyle za sąsiadami w innych dziedzinach, król przeprowadził reformy. Być może najważniejszą z nich była reforma agrarna, a mianowicie karty dotyczące woloków.
Zgodnie z reformą volok, ziemia uprawna chłopów miała zostać podzielona na standardowe jednostki - volok, które były podzielone na morgi. Na jeden wolok przypadało 30 kostnic. Wielkość morgi wynosiła 0,71 ha, a sam volok 21,3 ha, z kolei volok był również podzielony na 3 części, jedna była przeznaczona na uprawy ozime, druga na uprawy jare, a trzecia pozostawała odłogiem. Dla każdego wolumenu ustalono pewne normy opłat, które zależały od jakości ziemi na tym wolumenie. Za oficjalny początek reformy volok można uznać rok 1557, kiedy to wydano ogólną instrukcję, którą nazwano "Kartą voloków".
Oprócz reformy rolnej Zygmunt August przeprowadził reformy polityczne, gospodarcze i administracyjne, zgodnie z którymi podział administracyjno-terytorialny Litwa został zbliżony do podobnej struktury w sojuszniczym królestwie polskim. Również zgodnie z tymi reformami istniały sejmiki powiatowe, które decydowały o sprawach lokalnych, oraz sądy powiatowe - zemstvo, sądy miejskie i powiatowe.
W 1558 roku rozpoczęła się wojna inflancka, która trwała do 1582 roku. Pragnienie Iwana Groźnego, by przejąć Inflanty i uzyskać rynek zbytu dla handlu z Europą, nie odpowiadało Litwie, ponieważ Litwa miała tam własne interesy. Zajęcie przez Moskwę
Liwonii, zagroziło interesom handlowym Wilna, które samo, poprzez Liwonię, prowadziło handel z Europą, a także przejście ziem inflanckich do Księstwa Moskiewskiego, znacznie wzmocniłoby Moskwę w regionie, a Litwa miałaby zagrożenie z północy.
Aby zapobiec okupacji Inflant i powstrzymać Moskwę, 31.08.1559 r. podpisano traktat, na mocy którego Zakon Lyoński przeszedł pod protektorat Wielkiego Księstwa Litewskiego. W działania wojenne ВКЛ wkroczył latem 1561 r. i bez wsparcia sojuszniczej korony polskiej.
Na początku 1563 r. car moskiewski na czele swoich głównych wojsk zbliżył się do ważnego strategicznego miasta Połocka i rozpoczął jego oblężenie. Dwutysięczny garnizon nie był w stanie długo bronić miasta i został zmuszony do kapitulacji. Jedna część mieszkańców została wymordowana, a druga część została zabrana jako niewolnicy do Moskwy, żydowska populacja Połocka została całkowicie zniszczona.
W 1564 r. 10-tysięczna armia litewska, dowodzona przez hetmana Radziwiłła Rudego, pokonała 30-tysięczną armię moskiewską w bitwie pod Ułą. Latem tego samego 1564 r. wojska moskiewskie spaliły wioski w pobliżu Mścisławia, Kryczewa i Mohylewa, w odpowiedzi w 1565 r. wojska litewskie dokonały wypadu na Wielkie Łuki i Smoleńsk. W 1567 r. wznowiono działania wojenne, a w lipcu polski hetman Litwa Sagnuska z dwutysięcznym oddziałem pokonał 9-tysięczny obóz w Moskwie. Jesienią tego samego roku ponownie pokonał 9-tysięczną armię moskiewską, przechwytując ją w marszu. Rok później, w 1568 r., hetman Sagnuszka szturmuje zamek Uła, a Kozacy witebscy pod wodzą Birula palą moskiewskie zamki Wieliż i Uśwjat. W odpowiedzi Moskwa próbowała zdobyć Witebsk, ale nie udało się, paląc przedmieścia miasta, wojska wróciły.
Przedłużająca się wojna z Moskwą pokazała, że Litwa sama nie mogła oprzeć się księstwu moskiewskiemu, konieczne było poszukiwanie pomocy, a tę pomoc zaoferowało sojusznicze królestwo polskie, w zamian zażądało podpisania z nim unii.