Война затягивалась и не предвещала для ВКЛ победного окончания. Положения не изменили нападения крымских татар на Серпухов, а казанских татар — на Нижний Новгород. Было ясно, что у ВКЛ не хватает сил продолжить войну. Юрий Радзивилл от имени панов рады написал князю Ивану Оболенскому и предложил «не проливать христианской крови». Начались переговоры. Споры и взаимные обвинения все же не помешали заключить пятилетнее перемирие, которое было подписано 18 февраля 1537 года. За Великим Княжеством Литовским остались Кричев и Гомель, а Стародуб, Себеж и Велиж возвращались Московии.

Итоги войны оказались ничтожными. А вот убытков война принесла немало — разорение и опустошение края, «оскуднение скарба» и главное — разочарование в своих силах и возможностях.

Надо было делать надлежащие выводы. Паны рады, которые охотно требовали себе привилеев и свобод, видимо, забыли горькие уроки войн с Московией. Поэтому понятна тревога великого князя о готовности страны к отражению неприятеля. В 1538 году, за три года до окончания перемирия с Московией, он обращался к панам рады с предупреждением: «Вам, Раде нашей, известно, что первую войну начали мы скоро без приготовлений, и хотя земские поборы давались, но так как заранее казна не была снабжена деньгами, то к чему наконец привела эта война? Когда денег не стало, мы принуждены были мириться.

Какую ж пользу мы от этого получили? Если теперь мы не позаботимся, то по истечении перемирия неприятель наш московский, видя наше нерадение, к войне неготовность, замки пограничные в запустении, может послать свое войско в наше государство и причинить ему вред». Сигизмунд велел панам рады установить военную подать для уплаты жалованья наемным войскам. Паны рады уже не горели желанием воевать с Московией. Перемирие было продолжено 25 марта 1542 года еще на семь лет, а после еще перезаключалось. В итоге с 1537 года мир между Великим Княжеством Литовским и Московией держался около 25 лет. В чем была заслуга и Сигизмунда.

Литвины были благодарны Сигизмунду и за то, что он сохранил суверенитет Великого Княжества Литовского, не присоединил его к Польскому Королевству. Они выступали за равноправную унию, но поляки хотели «единения». В войне с Московией Польша не оказала литвинам «помощи», о которой они просили. Поэтому Сигизмунд справедливо укорял самих поляков: «Кто будет удивляться Литве, что не верит в унию, если с польской стороны не видят никакой помощи». Но он не исполнил просьбы литвинов сделать Великое Княжество королевством, чтобы оно не было «привлащоно к коруне Польской; бо коруна в коруну втелена быть не може». В августе 1526 года литвинская делегация — виленский епископ Ян (внебрачный сын Сигизмунда от Катаржины Тельничанки) и городенский староста Юрий Радзивилл — просила в Кракове короля, чтобы поляки вернули посланную Витовту императором Сигизмундом I королевскую корону. И если поляки не отдадут короны, то литвины готовы отправить посольство в Рим к папе и будут просить у него корону для Сигизмунда Августа. Великое Княжество готово было покрыть все расходы на посольство. У Сигизмунда были свои планы относительно Великого Княжества Литовского. Он хотел сохранить Великое Княжество как свое наследственное владение, которое собирался передать Сигизмунду Августу. А поскольку в Польше короля выбирали, ли, то гарантией избрания и был великокняжеский статус Сигизмунда Августа. Начиная с Ягайло, поляки, чтобы сохранить унию с ВКЛ неизменно выбирали своим королем великого князя литовского. А если Великое Княжество становилось королевством, то Сигизмунд Август мог потерять шанс на королевскую корону в Польше.

В 1529 году, когда подрос сын, Сигизмунд дал согласие литвинам избрать его великим князем. 18 декабря 1529 года в Виленском кафедральном соборе виленский епископ Ян венчал Сигизмунда Августа на Великое Княжество. Но власть оставалась в руках Сигизмунда — «верховного князя Литвы», как он себя титуловал, а Сигизмунд Август оставался только номинальным великим князем литовским и жил при отцовском дворе.

Поляки упрекали короля в самовольстве, но вынуждены были смириться со свершившейся коронацией Сигизмунда Августа. Чтобы не потерять Литву, поляки решили выбрать Сигизмунда Августа польским королем. На Петрковском сейме сенаторы и послы шляхты просили короля, чтобы «с повода неопределенности дел людских позволили вынести его (Сигизмунда Августа) на трон польский». И он, естественно, позволил. Сигизмунда Августа выбрали польским королем, и 20 февраля 1530 года его короновали. Случай беспрецедентный — два короля в одной стране. Но власть по-прежнему принадлежала Сигизмунду Казимировичу.

На склоне лет Сигизмунд, понимая что для правления двумя государствами у него не хватает сил, передал в 1544 году своему сыну власть в Великом Княжестве Литовском. Да и в Польше он фактически не правил. Пользуясь старческой немощью Сигизмунда, его жена Бона стала самовластной хозяйкой в государстве. Сигизмунд не мог с нею сладить. «Говорить со старым королем, — писал итальянец Марсупини, — то же самое, что говорить ни с кем. Король, его милость, не имеет личной воли. Все держит в руках королева Бона. Она одна целым государством правит, все указы выдает, и так уже осточертела всем первым панам и шляхте, что ее едва терпят до конца жизни старого короля, и терпят из-за послушания, верней из-за страха. Молодой король ничего не говорит, ничего не хочет слушать и не хочет вмешиваться в никакие дела, так боится королеву Бону, мать свою. Вероятно, что находится он под чарами матери, ибо каждый день ходит к ней». Один только любимец короля шут Станьчик открыто высказывал свою ненависть к Боне, называя ее «гадиной итальянской». А может это был глас самого Сигизмунда?

Семейная жизнь короля не сложилась. Двадцатилетней умерла 2 октября 1515 года его первая жена Барбара Запольи. О себе она оставила добрую память из-за «большой набожности, преданности и послушании вере, доброты и человечности ко всем людям, щедрости к убогим». В браке с Барбарой у Сигизмунда родились две дочери: Ядвига, которая вышла замуж за маркграфа бранденбургского Иохима II, и Анна, умершая в детстве.

Король Сигизмунд хотел наследника и в пятьдесят один год женился на 24-летней Боне Сфорца, дочери миланского герцога. Выглядела она словно ангел. Вот как описывает ее посол Сигизмунда, который ездил к ней в Бари: «Волосы имеет красивые яснольняные, когда (вещь удивительная) брови и ресницы совершенно черные; глаза более ангельские, чем человеческие; лоб небольшой и ясный; нос простой без горбинки и скривления; лицо румяное; как бы врожденная стыдливость украшает его; уста словно ярко-красный коралл, зубы ровные и удивительно белые; шея обыкновенная и округлая; щеки снежной белизны; плечи плавные; ручки — красивейших увидеть нельзя. А все вместе взятое, как и вся фигура или каждый член отдельно, создает очень красивую и очень привлекательную гармонию. В каждом движении выдающееся очарование, а более всего в речи; сознание и разговор не такие, какие характерны ее полу, но истинно изумительные. Слышали ее говорящей по-латински, не заучено и без подготовки и свидетельствую Богом, что в каждой фразе блистала цветастой изысканностью стиля. Давно знаю итальянский край, но до этого времени не нашли панны, что так красиво танцует». И как в нее не влюбиться? Сигизмунд влюбился и называл ее «найяснейшей панной», наделял ее владениями. Даже слал с охоты из белорусских пущ лесные трофеи, привез ей ручную белку. Да и Бона вначале хотела угодить мужу. Она заботилась о его малолетней дочери Анне от первой жены Барбары Запольи.