Ордина-Нащокина дважды включали в состав пограничных межевых комиссий. Весной 1651 года он отправился «к реке Меузице меж псковского уезда и ливонские земли».
В середине 1650-х годов Ордин-Нащокин стал воеводой Друи, небольшого городка Полоцкого воеводства, непосредственно примыкавшего к шведским владениям в Прибалтике. Переговоры воеводы с неприятелем закончились выводом шведских войск из района Друи. Он вел переговоры и с жителями Риги о переходе в русское подданство. Организовал разведку и намечал пути продвижения русских войск, жителей Литвы убеждал в необходимости совместной борьбы со шведами. Летом 1656 года в Митаве Ордин-Нащокин добился согласия герцога Иакова помогать России, а 9 сентября Россия подписала договор о дружбе и союзе с Курляндией.
Афанасий Лаврентьевич переписывался с курляндским правителем, французским агентом в Речи Посполитой, польским полковником. Принимал направлявшегося в Москву австрийского посла Августина Майерберр. Проявлял заботу об оживлении торговых связей с германскими городами.
Отметив успехи Ордина-Нащокина, царь Алексей Михайлович назначил его воеводой Кокнесе, подчинив ему всю завоеванную часть Лифляндии. В ведение воеводы были переданы все занятые русскими войсками город Прибалтики. Ордин-Нащокин стремился утвердить среди латышей добрые отношения к России. Он возвращал населению несправедливо изъятое имущество, сохранял городское самоуправление по образцу магдебургского права, всячески поддерживая горожан, в основном торговцев и ремесленников.
И все-таки большую часть своего времени Ордин-Нащокин отдавал делам дипломатическим, выработав собственную внешнеполитическу программу. Он проводил ее с большим упорством и последовательностью, входя нередко в конфликты с самим царем Алексеем. Афанасий Лаврентьевич считал, что Московскому государству необходимы «морские присташи» на Балтике. Чтобы достигнуть этой цели, он стремился создать коалицию против Швеции и отнять у нее Ливонию. Он хлопотал поэтому о мире между Турцией и Крымом, настаивал на том, чтобы с Польшей «мириться в меру» (на умеренных условиях). Ордин-Нащокин мечтал даже о союзе с Речью Посполитой, о «славе, которой покрылись бы славянские народы, если бы все они объединились под главенством России и Польши». Однако внешнеполитическая программа «русского Ришелье», как его называли шведы, не встречала понимания у царя, несмотря на большое доверие и расположние, которое он постоянно оказывал своему министру.
В апреле 1658 года царь пожаловал Ордину-Нащокину звание думного дворянина. В царской грамоте отмечалось: «Ты о наших делах радеен мужественно и храбро и до ратных людей ласков, а ворам не спускаешь, против шведского короля славных городов стоишь с нашими людьми самим сердцем».
В конце 1658 года думный дворянин, лифляндский воевода Ордин-Нащокин (будучи членом русского посольства) был уполномочен царем на секретные переговоры со шведами: «Промышляй всякими мерами, чтоб у шведов выговорить в нашу сторону в Канцах (Ниеншанц) и под Ругодивом (Нарва) корабельные пристани и от тех пристаней для проезда к Кореле на реке Неве город Орешек, да на реке Двине город Кукуйнос, что теперь Царевичев-Дмитриев, и иные места, которые пристойны». Примечательно, что докладывать о ходе переговоров Ордин должен был в Приказ Тайных дел.
Посольский съезд начался в ноябре недалеко от Нарвы в деревне Валиесаре. Государь торопил с заключением договора, присылал новые и новые инструкции. В соответствии с ними русские послы требовали уступки завоеванных ливонских городов, Корельской и Ижорской земель. Шведы же стремились вернуться к условиям Столбовского договора.
Подписанное 20 декабря 1658 года в Валиесаре перемирие (сроком на 3 года), фактически предоставлявшее России доступ к Балтийскому морю, было крупным успехом русской дипломатии. Россия сохраняла за собой занятые ею (до 21 мая 1658 года) территории в Восточной Прибалтике. Восстанавливалась также свободная торговля между обеими странами, гарантировались проезд, свобода вероисповедания и т. д. Поскольку обе стороны были в состоянии войны с Польшей, то взаимно решили не использовать это обстоятельство. Шведы согласились с почетным титулованием русского царя. А главное: «На обе стороны войне и задорам не быть, а быть тишине и покою».
Однако после смерти короля Карла X Швеция отказалась от идеи «вечного мира» с Россией и даже заключила в 1660 году мир с Польшей. Россия вновь оказалась перед вероятностью ведения войны на два фронта. В этих условиях Москва настаивала на том, чтобы как можно быстрее заключить мир со шведами (получить один-два города в Ливонии, даже заплатить при этом денежную компенсацию), дабы обратить все внимание на юг.