Az 1558-ban kitört livóniai háború (lettül Livonijas karš, németül Livländischer Krieg) nem egyszerűen egyetlen uralkodó hódító hadjárata volt, hanem a Livóniai Konföderáció (németül Livländische Konföderation) belső válságának és három regionális hatalom – a Lengyel–Litván Unió, Svédország és az Orosz Cárság – egyidejű terjeszkedési igényének találkozása. A háború nyomán alakult ki az a politikai térkép, amely a mai Lettország területén három, vallásilag, jogilag és nyelvileg is elkülönülő régiót hozott létre: a lengyel fennhatóságú Latgale-t, a svéd Vidzeme-t és a hűbéres Kurlandi Hercegség-et. E három régió eltérő intézményi öröksége még a 20. századi Lettország regionális különbségeiben is nyomot hagyott.
A 15. században megszerveződött Livóniai Konföderáció a Livóniai Rend (a korábbi Kardtestvérek rend utódszervezete), a rigai érsek, valamint a dorpati, öseli és kurlandi püspökök, továbbá a nagyobb városok – mindenekelőtt Riga, Tallinn (akkor Reval) és Tartu (Dorpat) – laza szövetsége volt. A konföderációt a 16. század közepére a rend és a püspökök közötti hatásköri viták, a városok autonómiájának védelme és a lutheránus reformáció terjedése gyengítette. A reformáció különösen a városi német polgárság körében talált gyors befogadásra, míg a rend és a püspökségek részben katolikusok maradtak, részben maguk is átálltak az evangélikus hitre. A felekezeti megoszlás tovább csökkentette a konföderáció katonai ellenálló képességét.
Az orosz támadás közvetlen okát a konföderáció és a szomszédos Orosz Cárság közötti, a 16. század közepén kiéleződött határ- és adóviták szolgáltatták. A dokumentált tények közé tartozik, hogy IV. (Rettegett) Iván csapatai 1558 januárjában átlépték a határt, és gyorsan elfoglalták Narvát és Tartut, majd a következő két évben a Daugava (németül Düna) északi partján fekvő várak és kolostorok jelentős részét. A hadjárat első szakaszában a Livóniai Rend katonai ereje gyakorlatilag összeomlott; 1560-ban az oroszok elfoglalták a rend nagymesterének székhelyét, Viljandit, és a rend utolsó nagymestere, Gotthard Kettler fogolyként esett el, majd szabadulása után már nem tudta helyreállítani a katonai szervezetet.
A kortárs krónikák – elsősorban a tallinni lelkész, Balthasar Russow 1578-ban megjelent livóniai krónikája – a háborút morális és vallási keretben ábrázolják; az orosz csapatok kegyetlenkedéseit, a paraszti menekülést és a városok ostromait részletesen, de a szerző lutheránus városi nézőpontjából írják le. A modern történetírás ezért ezeket a beszámolókat nem tekinti semleges forrásnak: a tényleges erőszak mértéke és iránya részben a krónikás felekezeti és rendi elfogultságának függvénye.
A katonai összeomlás után a konföderáció egyes szereplői külön-külön kerestek külső védelmet. A dán király 1559-ben megszerezte az öseli püspökséget, amelyből később a dán fennhatóságú Ösel (ma Saaremaa) és a környező szigetek területe alakult ki. Az észak-észt területek, mindenekelőtt Tallinn városa 1561-ben önként hódolt Svédországnak, ami a svéd Észt Hercegség alapját képezte. A konföderáció törzsterülete, a mai Lettország déli és középső része, Kettler vezetésével a lengyel királyhoz és a litván nagyfejedelemhez fordult.
1561-ben kötötték meg a vilnai uniót (latinul Pacta Subiectionis). Ennek értelmében a Livóniai Rend világi joghatóságát megszüntették, a rend szekularizálódott. A Daugavától északra eső terület – a mai Vidzeme és Dél-Észtország – a Lengyel Királysághoz és a Litván Nagyfejedelemséghez került közvetlen fennhatóság alá, mint Livóniai Hercegség (latinul Ducatus Livoniae). A Daugavától délre eső területből, azaz Kurzeme (németül Kurland) és Zemgale (németül Semgallen) régiókból, örökletes hűbéres hercegséget hoztak létre: a Kurlandi Hercegséget (németül Herzogtum Kurland und Semgallen, lettül Kurzemes un Zemgales hercogiste), amelynek első uralkodója maga Gotthard Kettler lett. A vilnai unió szövege fennmaradt, és a 16–17. századi jogi viszonyok alapdokumentuma.
A Kurlandi Hercegség a Lengyel–Litván Köztársaság hűbéres állama volt, de a mindennapi közigazgatást, az egyházszervezetet és a birtokviszonyokat a német nyelvű nemesség és a lutheránus egyház uralta. A hercegségben a paraszti népesség túlnyomó része lett nyelvű volt, de a 16. századi paraszti identitás nem modern nemzeti kategória: a mezőgazdasági termelők lokális, nyelvi és vallási közösségekben éltek, és jogállásukat elsősorban a földesúri függés határozta meg. A hercegség gazdasága a 17. században a gabona, a len és a kender exportjára épült, amelyet a Daugava vízi úton Rigába vagy a balti kikötőkbe szállítottak. A hercegi család rövid időre tengerentúli kereskedelmi telepeket is létesített: az 1640-es években Tobago szigetén és a nyugat-afrikai Gambia folyó torkolatánál alapított kolóniát, de ezek nem bizonyultak tartósnak, és a 17. század végére megszűntek.
A vilnai unió nem jelentette a háború végét. Az orosz cár a konföderáció utódállamait továbbra is megszállt területként kezelte, és a harcok 1561 után is folytatódtak. A lengyel-litván haderő élén Báthory István erdélyi fejedelem, majd lengyel király 1577–1582 között több hadjáratban visszaszorította az orosz csapatokat. 1582-ben a jam-zapolszki béke (lengyelül Rozejm w Jamie Zapolskim) értelmében Oroszország lemondott a Livóniai Hercegségre vonatkozó igényeiről, 1583-ban pedig a pluszai fegyverszünet megerősítette Svédország észak-észt területeit. A mai Lettország területe így formálisan a Lengyel–Litván Köztársaság fennhatósága alá került, kivéve a dán Öselt és a svéd Észt Hercegséget.
A livóniai háborút követő évtizedekben a regionális versengés új szakaszba lépett. A lengyel fennhatóság alatt álló Livóniai Hercegségben a lengyel kormányzat megkísérelte a katolikus egyházi hierarchia visszaállítását, és a jezsuita rend misszióit is beengedte. Ez a törekvés különösen Riga és a vidéki lutheránus német nemesség ellenállásába ütközött. A lengyel uralom alatti Livóniában a városi autonómia csorbult, és a nemesi rendek jogait a koronához hű katolikus nemesek javára szűkítették. A vallási feszültség mellett a lengyel adóterhek és a katonai beszállásolások tovább növelték az elégedetlenséget.
A 17. század elején a svéd–lengyel ellentét háborúvá érett. A svéd–lengyel háborúk (1600–1629) fő célja a Daugava-torkolat és Riga kikötőjének ellenőrzése volt, mert a város a kelet-nyugati kereskedelem egyik legfontosabb csomópontja maradt. 1605-ben a Daugava mellett, a mai Salaspils térségében vívott csatában a svéd haderő vereséget szenvedett a lengyel-litván seregtől, de a háború későbbi szakaszában a svéd hadsereg fölénybe került. 1621-ben Riga svéd kézre került, és bár a város kapitulációs feltételei biztosították a német polgárság és a lutheránus egyház jogait, a svéd uralom a város gazdasági súlyát a svéd birodalmi érdekekhez igazította. Az 1629-es altmarki fegyverszünet (lengyelül Rozejm w Altmarku) Svédországnak ítélte a mai Észak-Lettországot, azaz Vidzeme nagy részét, valamint Dél-Észtországot. A Lengyel–Litván Köztársaságnál maradt a mai Lettország keleti pereme, Latgale (lengyelül Inflanty Polskie, latinul Livonia Polonica). Ettől kezdve a két régió különböző jogrendet, vallási intézményrendszert és társadalmi mintát követett.
A svéd fennhatóság alatt álló Svéd Livónia (svédül Svenska Livland, lettül Zviedru Vidzeme) a 17. században a svéd balti-tengeri birodalom egyik legjelentősebb tartománya lett. A svéd állam nem számolta fel a balti német nemesség helyi privilégiumait, de a királyi hatalom megerősítette a kormányzati ellenőrzést. Az 1680-as években bevezetett redukció (svédül reduktion) a korábban eladományozott koronabirtokok nagy részét visszavette az állam számára. Ennek célja elsősorban a svéd korona bevételeinek növelése volt, nem a paraszti terhek enyhítése. A jobbágyrendszer intézménye fennmaradt, bár a svéd közigazgatás egyes területeken szabályozta a jobbágyok szolgáltatásait, és lehetővé tette a parasztok panaszainak bírósági útra terelését. A modern történetírás vitatja, hogy a redukció és a svéd állami szabályozás mennyiben javította ténylegesen a lett paraszti háztartások életkörülményeit; egyes szerzők a földesúri hatalom megtörését hangsúlyozzák, mások arra mutatnak rá, hogy a paraszti terhek változatlanul magasak maradtak.
A svéd uralom egyik maradandó öröksége a lutheránus egyház intézményi megerősítése és a lett nyelvű írásbeliség kibontakozása volt. A 17. század végén, 1685–1694 között a német származású lelkész, Ernst Glück Alūksne (németül Marienburg) településen lefordította a teljes Bibliát lett nyelvre. A fordítás a lett nyelv déli, vidzemei változatán alapult, és hosszú időre meghatározta a lett irodalmi nyelv normáját. A lutheránus egyház a vidéki iskolahálózat kiépítését is szorgalmazta, bár az írni-olvasni tudás csak lassan terjedt a paraszti közösségekben. A svéd Livóniában a lutheránus egyház és a német nyelvű papság a helyi társadalom közvetítő rétegét alkotta, míg a politikai hatalom a svéd királyi kormányzó és a balti német nemesi rendek kezében összpontosult.
A lengyel fennhatóság alatt maradt Latgale ezzel szemben a katolikus egyházi restauráció hatása alá került. A jezsuita missziók és a lengyel nyelvű közigazgatás elősegítették a latgaliai nyelvjárás külön fejlődését, amely a 19. századig őrizte a lengyel-litván ortográfiai hagyományokat, és vallásilag is elkülönült a lutheránus Vidzeme-től. A régiók közötti felekezeti és nyelvi határ a későbbi lett nemzeti mozgalom számára is kihívást jelentett.
A 17. század végére a svéd birodalmi túlsúlyt a szomszédos hatalmak egyre inkább fenyegetésként élték meg. A nagy északi háború (lettül Lielais Ziemeļu karš) 1700-ban tört ki, amikor a dán–lengyel–szász koalíció és Oroszország megtámadta Svédországot. A háború első szakaszában a fiatal XII. Károly svéd király sikeresen verte vissza a támadókat, és 1701-ben a Daugava mellett, a mai Riga közelében legyőzte a szász–lengyel haderőt. A háború súlypontja ezután Lengyelországba, majd Ukrajnába helyeződött át, de a mai Lettország területe hadműveleti terület és felvonulási zóna maradt.
1709-ben Nagy Péter orosz cár a poltavai csata után ellentámadásba lendült, és csapatai 1710-ben elfoglalták Rigát. A város kapitulációja során az orosz fél megerősítette a német polgárság, a lutheránus egyház és a balti német nemesség kiváltságait. A háborúval egy időben pusztító pestisjárvány (1710–1713) és éhínség sújtotta a térséget; a becslések szerint a mai Lettország területén a lakosság egyharmada, sőt egyes területeken akár fele is elpusztult. Ezek a számok bizonytalanok, mert a korabeli adóösszeírások hiányosak, és a járvány pusztítását a háborús károktól nehéz elkülöníteni.
Az 1721-es nystadi béke (oroszul Ништадтский мир, svédül Freden i Nystad) Svédország és Oroszország között hivatalosan is Oroszországnak juttatta Észtországot, Livóniát (a svéd Vidzeme-t), Ingriát és Kexholmot. A mai Lettország északi és középső része így az Orosz Birodalom részévé vált, míg Latgale továbbra is a Lengyel–Litván Köztársasághoz tartozott, és csak az 1772-es első lengyel felosztás alkalmával került orosz fennhatóság alá. A Kurlandi Hercegség formálisan megőrizte hűbéres államiságát, de a 18. században egyre erősebb orosz befolyás alá került; 1795-ben, a harmadik felosztás során Oroszország annektálta, és a hercegséget megszüntették.
A nystadi béke nem egyszerűen határmódosítás volt, hanem a balti-tengeri hatalmi egyensúly átalakulása. A balti német rendi autonómia az orosz uralom alatt is fennmaradt, és a cári kormányzat a 18. században a német nyelvű nemességet és a lutheránus egyházat közvetítő elitként használta. A lett paraszti társadalom jogállása azonban nem javult; a jobbágyrendszer a 18. század folyamán a balti tartományokban különösen merev formát öltött. E folyamatok részletes bemutatása a következő alfejezet, Az orosz birodalmi Lettország feladata, amely a balti német autonómia, a jobbágyfelszabadítás és a nemzeti ébredés kérdéseit tárgyalja.
A 16–17. századi Livónia történetére vonatkozó ismereteink alapvetően három forrástípusból származnak. Az elsődleges források közé tartoznak a livóniai krónikák, elsősorban Balthasar Russow és Johann Renner művei, amelyek a háború eseményeit a szerzők rendi és felekezeti nézőpontjából rögzítik. A szerződések és oklevelek – a vilnai unió, a jam-zapolszki béke, az altmarki fegyverszünet, a nystadi béke – a jogi kereteket dokumentálják, de nem írják le a mindennapi életet. A svéd kamarai iratok, adóösszeírások, egyházi anyakönyvek és városi tanácsi jegyzőkönyvek alkalmasak a gazdasági és demográfiai viszonyok rekonstruálására, ám ezek területi és időbeli lefedettsége egyenetlen.
A modern szakirodalomban konszenzus van abban, hogy a livóniai háború és a nagy északi háború döntően átalakította a térség politikai térképét, és hogy a svéd uralom a lett nyelvű írásbeliség kibontakozásának kedvezett. Ugyanakkor vitatott, hogy a redukció mennyiben enyhítette a paraszti terheket, és hogy a svéd állami szabályozás milyen hatást gyakorolt a jobbágyrendszer merevségére. A háborúk és a pestisjárvány áldozatszámait illetően a becslések széles sávban mozognak; a 16–17. századi etnikai arányokra vonatkozóan pedig nincsenek megbízható összeírások, így a „lett” és „német” csoportok létszámviszonyai inkább nyelvi és településtörténeti következtetéseken alapulnak. A Kurlandi Hercegség tengerentúli gyarmatosításának értelmezése szintén vitatott: egyes szerzők kuriózumként, mások a balti-tengeri kereskedelem kiterjesztésének jeleként tekintik.
A forrásokban rejlő bizonytalanságok miatt a fejezetben közölt eseménytörténeti váz dokumentált tényeken nyugszik, míg a társadalmi hatások értékelése részben tudományos konszenzust, részben vitatott értelmezést tükröz. A modern nemzeti emlékezet gyakran a háborús ellenállást vagy a svéd kort pozitív előzményként emeli ki, ez azonban emlékezetpolitikai állítás, nem pedig semleges történeti megállapítás.