1667 він розпочав переговори з Османською імперією, які завершилися 1668 угодою про військово-політичний союз України з Османською імперією. Султан погодився взяти Україну під османську протекцію, при чому Україна зберігала повну автономію, вільний вибір гетьмана, звільнення від данини й діставала військову допомогу для об'єднання всіх українських земель під владою Війська Запорізького. Цей договір був схвалений Корсунською радою в березні 1669. Україна Дорошенка взяла участь як союзник Османської імперії у переможній війні з Річчю Посполитою, але Бучацький договір від жовтня 1672, за яким Річ Посполита зрікалася Поділля на користь Османської імперії, а Брацлавщини й Київщини на користь Дорошенка, був порушенням українсько-османської угоди 1668 й початком краху османофільської політики Дорошенка.