W XIV w. miasto zostało przyłączone do Wielkiego Księstwa Litewskiego, a po 1569 r. do Korony. W 1585 roku król Polski nadał Perejasławowi prawa miejskie magdeburskie. Wiosną 1592 roku spalone przez Kozaków podczas Powstania Kosińskiego. W 1630 r. wojska hetmana polnego koronnego Stanisława Koniecpolskiego oblegały zbuntowanych Kozaków pod dowództwem Tarasa Fedorowicza (powstanie Fedorowicza). Nieudane oblężenie zakończyło się podpisaniem tzw. ugody perejasławskiej, która podnosiła rejestr Kozaków do 8 tysięcy i zabraniała im wypraw na ziemie tureckie. W 1635 roku starosta Łukasz Żółkiewski umieścił w Perejasławiu jezuitów. W lutym 1649 w Perejasławiu toczyły się rokowania pokojowe między Bohdanem Chmielnickim a wojewodą Adamem Kisielem, które nie przyniosły porozumienia między Kozakami a Rzecząpospolitą. W styczniu 1654 do Perejasławia przybył wysłannik cara Rosji Aleksego, Wasyl Buturlin, z którym Chmielnicki zawarł ugodę perejasławską. Na jej mocy hetman kozacki złożył przysięgę uległości, włączając Ukrainę do Rosji.