烏克蘭與俄國簽訂了佩雷亞斯拉夫協定，兩個國家開始了合并的曆史，烏克蘭開始接受俄國沙皇的保護。
在一開始，烏克蘭還是幾乎享有獨立國家的所有權利的，它的哥薩克制度被保留了下來，甚至哥薩克軍團建制也被保留下來，烏克蘭有自己的财政和稅收制度，哥薩克軍團的首領蓋特曼相當于一個獨立的國家政權，但是在俄烏合并差不多130多年後，烏克蘭的自治制度就被徹底廢除了，哥薩克軍團也被撤銷，軍團作為俄國軍隊的一部分被改造成憲兵隊。
事實上，俄烏合并後，沙皇政府就一直試圖取消烏克蘭的自治制度。在彼得一世在位時期爆發了“北方戰争”，這場戰争也為彼得一世取消烏克蘭自治制度提供了一個很好的契機。
彼得一世
北方戰争是俄羅斯帝國為了奪取波羅的海的出海口，與瑞典王國争霸的戰争。17世紀末的時候，瑞典為了取得更多的領土，在軍事和外交上采取了一系列重要的措施，加強海軍和陸軍。在1698年還與英國、荷蘭結盟結成了所謂的海上強國同盟，之後它又與法國結盟。
瑞典的這一次的行徑，引起了波羅的海沿岸諸國的不滿和恐懼，于是當時的沙俄利用這一點與丹麥、薩克森還有奧斯曼帝國結成了反瑞同盟，北方戰争就此爆發。
北方戰争
在戰争期間，沙俄為了戰勝瑞典做了一系列的戰略部署，但是這些考慮完全忽視了烏克蘭群眾的利益，導緻當時的首領馬澤帕與彼得一世的關系出現了非常嚴重的裂痕。根據俄國的曆史記載，戰争開始後，烏克蘭軍隊被派到了非常遙遠的北方和瑞典軍隊作戰，并且損失非常慘重。
俄國軍隊的糧草、彈藥等補給需要由烏克蘭來承擔，很多烏克蘭群眾被驅趕到北方，修築要塞工事。為了控制烏克蘭的軍隊，彼得一世向烏克蘭軍隊中派遣俄國和德國軍官。這些外族軍官對哥薩克士兵非常不客氣，所有的這些都引起了蓋特曼和烏克蘭群眾的不滿。直到彼得一世開始下定決心要改革哥薩克軍隊，這一決定直接觸及到了哥薩克的利益，首領馬澤帕提出希望俄國派出軍隊保護烏克蘭免遭瑞典的侵略，但是沙皇拒絕了。
但是俄烏合并簽署的佩雷亞斯拉夫協定當中有規定，俄國要負責保護烏克蘭，沙皇的拒絕違反了這一條款。馬澤帕最終決定與瑞典結盟來反對俄國，但是要知道北方戰争的結果是，俄羅斯從此稱霸波羅的海，瑞典從此衰退在歐洲列強的名單上消失。
可想而知，選擇與瑞典結盟的烏克蘭哥薩克在北方戰争結束之後會被進一步削弱。1722年，彼得下令成立小俄羅斯衙門，由常駐烏克蘭的六名俄國軍官和一名檢察官組成。該衙門負責監督烏克蘭造船業，行使稅收和行政管轄權，彼得還下令把俄國外交衙門主管的蓋特曼事務改由參政員管理，實際上就是把烏克蘭變為了俄國的一塊普通領土。
這意味着烏克蘭自治制度要被廢除，接任的蓋特曼上司人非常清楚這一點，于是他懇請彼得改變決定，但是被拒絕了。一些哥薩克軍團的長官上書沙皇要求重新選舉蓋特曼，結果在聖彼得堡被捕。彼得一世去世之後，烏克蘭的命運完全取決于俄國宮廷的局勢。在伊麗莎白女王執政期間，烏克蘭的自治制度有所改善，但這并不是因為女皇意識到應該承認烏克蘭民族自治權利，隻是因為他的寵臣的哥哥是當時的蓋特曼首領。
葉卡特琳娜二世
在葉卡捷琳娜二世執政時期，俄國基本廢除了烏克蘭自治制度，女皇非常不喜歡烏克蘭人，她也不能接受任何形式的烏克蘭自制，為了廢除蓋特曼政權，葉卡特琳娜二世把最後一任蓋特曼召到聖彼得堡，授意其放棄蓋特曼職位。1764年的時候，女皇頒布诏書，成立以總督為首的小俄羅斯衙門，代替蓋特曼政權，小俄羅斯衙門由四名俄羅斯官員和四名可靠的烏克蘭人組成，總督由俄國貴族擔任，到此延續了100多年的蓋特曼制度就被廢除了。
亞曆山大二世
烏克蘭自治制度被廢除之後，俄國沙皇采用各種手段對烏克蘭進行俄羅斯同化：
首先是語言和思想，比如說，沙俄亞曆山大二世簽署了法令，禁止在國内出版烏克蘭書籍，禁止境外出版的烏克蘭書籍流入境内，禁止劇院上演烏克蘭劇目，禁止演唱烏克蘭歌曲等等。非常誇張的一點是在俄文著述中不允許使用“烏克蘭”一詞，要用“小俄羅斯”取代，一直到1905年，這條法令才被廢止；
第二是在教育上的同化，1805年，哈爾科夫建立了一所新大學，這是俄國統治下的烏克蘭第一所高等院校，1834年在基輔又建立了聖弗拉基米爾大學，兩所院校都采用俄語教學，從尼古拉一世開始為了減少波蘭人對烏克蘭的影響，俄國在烏克蘭學校逐漸用俄語來取代波蘭語教學，1830年到1831年，波蘭民族起義被鎮壓之後，烏克蘭的波蘭語學校全部都被關閉了。