Kontakty Księstw Pomorskich z państwem polsko-litewskim w II połowie XV wieku nabrały dość dużej intensywności. Pierwsza ich faza miała miejsce w trakcie wojny trzynastoletniej między Królestwem Polskim a państwem Zakonu Krzyżackiego (1454-1466). W jej trakcie książę słupski Eryk II, m.in. za sprawą swej żony, księżnej Zofii, spokrewnionej z polskim monarchą, stał się sojusznikiem króla Kazimierza Jagiellończyka. W zamian za co otrzymał do „wiernych rąk” ziemię lęborsko-bytowską (1455). Według historyka Fryderyka Papée, syn Eryka II i Zofii, książę Bogusław X, w młodości przebywał na dworze Kazimierza Jagiellończyka i wraz z jego synami pobierał nauki u Jana Długosza.
W trakcie wojny o sukcesję szczecińską (1464-1472) dwaj pomorscy książęta, Warcisław X wołogoski i Eryk II szukali pomocy na dworze polskim i u panów wielkopolskich przeciwko elektorowi brandenburskiemu. M.in. dzięki pomocy dyplomacji polskiej i meklemburskiej udało się im utrzymać księstwo szczecińskie w ręku dynastii Gryfitów, choć okupione uznaniem zwierzchności lennej elektora Albrechta Achillesa.
W 1474 roku zmarł Eryk II, a cztery lata później jego brat, Warcisław X. Nowym władcą księstw pomorskich stał się Bogusław X, obejmując najpierw dziedzictwo ojca – księstwo słupskie i szczecińskie, a następnie w 1478 roku wołogoskie. W następstwie nowego konfliktu zbrojnego z Brandenburgią (1478–1479), a także politycznych mediacji (1492–1493), obronił terytorialne posiadanie za cenę uznania pretensji Hohenzollernów brandenburskich do Pomorza w wypadku wymarcia dynastii Gryfitów. Po wymuszonym małżeństwie z córką elektora Małgorzatą (zm. 1489) Bogusław pojął za żonę królewnę Annę, córkę Kazimierza Jagiellończyka. Ślub per procura odbył się 7 marca 1490 r. w Grodnie, a wesele urządzono w Szczecinie 2 lutego 1491 roku. Ten zwrot w kierunku Polski stanowił rozwinięcie kontaktów z czasów panowania Eryka II. Bogusław podjął nawet rozmowy z dworem w Krakowie, m.in. z Aleksandrem Jagiellończykiem i Zygmuntem Starym o przejęciu zwierzchnictwa lennego nad Pomorzem przez Koronę. Działania te oraz pobyt księcia pomorskiego na dworze cesarskim i papieskim podczas pielgrzymki do Ziemi Świętej (1496–1498) – wzmocniły pozycję Pomorza wśród sąsiadów. Dotyczyło to zwłaszcza relacji z Brandenburgią, ponawiającą swoje pretensje do zwierzchnictwa lennego i sukcesji. Zbliżenie z Krakowem zaowocowało uznaniem przez cesarza Karola V w 1521 roku Pomorza jako bezpośredniego lenna cesarskiego. Książę Bogusław otrzymał potwierdzenie swojego miejsca w kurii książąt na sejmie Rzeszy. Z kolei Zygmunt Stary przychylność Pomorza wykorzystywał w naciskach na Habsburgów m.in. w celu neutralizacji ich pomocy zakonowi krzyżackiemu.
Po śmierci Bogusława X (1523) jego synowie Jerzy I i Barnim IX (zwany później Starym) rządzili wspólnie. W 1526 roku zawarli oni w Gdańsku układy z królem Polski Zygmuntem Starym, regulujące status ziemi lęborsko-bytowskiej jako lenna polskiego w ręku władców pomorskich, a także kwestię posagu Anny Jagiellonki. Ta ostatnia sprawa definitywnie została zakończona w 1533 r. spłatą ostatnich 4 000 florenów posagu przez króla Zygmunta Starego. W kolejnych latach przy każdej zmianie władcy w Polsce książęta pomorscy odnawiali przysięgę lenną z ziemi lęborsko-bytowskiej.
W latach trzydziestych i czterdziestych XVI w. pomorscy książęta zaangażowali się w ruch reformacyjny, a w 1536 roku przystąpili do Ligi Szmalkaldzkiej, stając tym samym w opozycji wobec cesarza Karola V. W wyniku wojny szmalkaldzkiej (1546–1547), przegranej przez stany protestanckie, księstwo pomorskie znalazło się w trudnej sytuacji politycznej, cesarz zarzucił bowiem Barnimowi IX i Filipowi I zdradę. Gniew Karola V został złagodzony m.in. przez mediacje króla polskiego. Gryfici musieli jednak zapłacić cesarzowi grzywnę 150 000 guldenów, zmniejszoną w 1549 roku do 90 000 guldenów, co stanowiło dwuletnie dochody pomorskiego państwa.
Polska pomoc udzielona Pomorzu w mediacji z cesarzem stała się podstawą do zacieśnienia kontaktów obu państw. W 1552 roku Barnim IX spotkał się w Gdańsku z Zygmuntem Augustem i zawarł z nim układ o zwalczaniu rozbójnictwa na szlakach kupieckich, a także o wzajemnej pomocy podczas wojen. W 1560 roku na wieść o zgonie Filipa I król Zygmunt August wysłał kondolencje na ręce synów zmarłego władcy. Z kolei w 1563 roku córka Jerzego I, Georgia, została wydana za polskiego magnata z Wielkopolski, Stanisława Latalskiego z Łabiszyna, starostę człuchowskiego.
W drugiej połowie XVI wieku władcy pomorscy prowadzili politykę balansowania między obozami politycznymi w Rzeszy, a także nadbałtyckimi sąsiadami. Starali się być mediatorami i pośrednikami między państwami toczącymi bój o Dominium Maris Baltici. Sukcesem Jana Fryderyka i Barnima IX było zorganizowanie w Szczecinie w 1570 roku kongresu pokojowego, na który przybyli reprezentanci stron (Szwecja, Dania, Wielkie Księstwo Moskiewskie, Polska, Cesarstwo) zaangażowanych w wojnę o Inflanty (I wojna północna 1562–1570). Jednakże mediacja książąt pomorskich jako komisarzy cesarskich nie przyniosła ostatecznego zakończenia wojny. Mimo zawarcia układu pokojowego między Danią i Szwecją nie osiągnięto pełnego porozumienia w sprawie Inflant i żeglugi na Bałtyku, a wojna między Rzecząpospolitą i Wielkim Księstwem Moskiewskim rozgorzała ponownie kilka lat później (1577–1582). Zmagania te obserwowano w Szczecinie z dużym zainteresowaniem.
W dziejach kontaktów Pomorza z Cesarstwem i Rzecząpospolitą w XVI i początkach XVII w. ważne miejsce zajmowały również sprawy obrony wiary chrześcijańskiej wobec naporu państwa tureckiego. Na sejmie Rzeszy w 1521 r. Bogusław X zobowiązał się dostarczać kontyngenty zbrojne do ochrony południowych krańców Cesarstwa przed Turkami. Z czasem bezpośredni udział wojsk pomorskich zastąpiony został specjalnym „podatkiem tureckim”. Najazdy tureckie i tatarskie, a także krajów austriackich oraz Węgier na ziemie Rzeczypospolitej były komentowane na dworze pomorskim i wśród miejscowego społeczeństwa. Książęta w sprawach tych utrzymywali kontakty z polskimi władcami i możnowładcami, m.in. kanclerzem Janem Zamoyskim.
Ważny element stosunków między Pomorzem i Polską stanowiły sprawy gospodarcze. Jednym z symboli tego był handel na Odrze i Warcie oraz ciągnący się w XVI i początkach XVII wieku konflikt o wolny tranzyt towarów na tych rzekach z Wielkopolski na Pomorze przez Nową Marchię. W 1512 roku król Zygmunt I Stary zawarł z Bogusławem X we Wschowie układ o wytyczeniu nowych szlaków handlowych, omijających Frankfurt nad Odrą i Wrocław. Przez cały XVI wiek oba kraje zabiegały pertraktacjach z elektorami, często za pośrednictwem cesarskim, o zniesienie lub ograniczenie ceł i prawa składu na Odrze we Frankfurcie i Gorzowie Wielkopolskim. Zmiana stanowiska elektora brandenburskiego nastąpiła dopiero w pierwszych latach XVII stulecia, za sprawą brandenburskiego planu przejęcia lenna w Prusach Książęcych. Od 1611 roku trwały rozmowy między Polską i Brandenburgią o wolny handel na Odrze i Warcie, jednak bez udziału Pomorzan. Ostatecznie w 1618 r. zawarto układ w Trzebiszewie, który okazał się połowicznym sukcesem gospodarczym strony polskiej. Umowa zapewniała szlachcie wielkopolskiej wywóz zboża do Szczecina po opłaceniu obniżonych stawek celnych w Kostrzynie nad Odrą, nie gwarantowała jednak podobnych praw kupcom polskim i pomorskim w transporcie wodnym i lądowym przez terytorium Nowej Marchii.
Drugim ze wspomnianych symboli związków gospodarczych stanowiła działalność banku rodu Loitzów ze Szczecina i ich udział w finansowaniu działalności politycznej i militarnej króla polskiego Zygmunta Augusta. Stefan Loitz, kierujący rodową firmą, dzięki kredytom udzielonym Zygmuntowi Augustowi stał się członkiem Komisji Morskiej, a także jednym z polskich delegatów na kongres szczeciński. On też był głównym organizatorem pożyczki 100 000 talarów, której dom bankierski szczecińskich Loitzów udzielił w 1568 roku polskiemu monarsze na dalsze prowadzenie wojny o Inflanty i na funkcjonowanie Komisji Morskiej. Podstawą kapitałową transakcji były lokaty pomorskiego mieszczaństwa i szlachty, a jej gwarantem – książę pomorski. Śmierć Zygmunta Augusta w 1572 roku spowodowała, iż pomorscy wierzyciele zażądała natychmiastowego zwrotu kapitałów ulokowanych w interesy Loitzów, którzy jednak okazali się niewypłacalni, m.in. z powodu zbyt wielu pożyczek udzielanych hojnie i bez zabezpieczeń różnym władcom. Krach finansowy banku Loitzów oraz ucieczka Stefana Loitza do Polski stały się powodem poważnego kryzysu finansowego na Pomorzu. Wiele rodzin szlacheckich i mieszczańskich utraciło majątki ulokowane w operacjach finansowych Loitzów, co z czasem pociągnęło za sobą również bankructwa i wyprzedaż dóbr ziemskich. Książęta pomorscy starali się przez długie lata odzyskać pożyczkę Zygmunta Augusta. Sprawa wielokrotnie stawała na sejmach Rzeczypospolitej Obojga Narodów, ale zarówno parlament, jak i kolejni królowie polscy odmawiali spłacenia długu, uznając pomorski kredyt za osobiste zobowiązanie zmarłego Jagiellona, nie zaś za pożyczkę państwową. Jeszcze w latach 60. XVII wieku Ernest Bogusław von Croy, siostrzeniec ostatniego księcia pomorskiego Bogusława XIV, składał wnioski do króla Jana Kazimierza i na sejm w sprawie zwrotu wspomnianej powyżej sumy pożyczki.
Podczas podwójnej elekcji króla Polski (12–14 grudnia 1575 roku) po ucieczce Henryka Walezego książęta pomorscy uznali wybór Stefana Batorego i w listopadzie 1576 roku ich posłowie poprosili polskiego króla o przyjęcie hołdu lennego z Lęborka i Bytowa. W sporze między Gdańskiem a nowym monarchą o uznanie elekcji Jan Fryderyk i Ernest Ludwik zachowali postawę dwuznaczną, gdyż oficjalnie stanęli po stronie Stefana Batorego, licząc na zwrot wcześniejszej pożyczki 100 000 talarów, lecz jednocześnie książę szczeciński potajemnie zezwolił gdańszczanom na werbunki w swym władztwie, na co naciskał następca Maksymiliana II, cesarz Rudolf II, który w 1575 r. był pretendentem do korony polsko-litewskiej. Ostatecznie wojna Batorego z Gdańskiem zakończyła się ugodą w grudniu 1577 roku, m.in. za sprawą Ernesta Ludwika, który obok elektora Jana Fryderyka Hohenzollerna był pośrednikiem w zawarciu porozumienia, reprezentując Gdańsk. W roku następnym książęta pomorscy otrzymali potwierdzenie lenna na Lęborku i Bytowie.
W kolejnych latach Gryfici pilnie śledzili sytuację polityczną w Rzeczypospolitej Obojga Narodów. Po objęciu tronu w Polsce przez królewicza szwedzkiego Zygmunta III Wazę (1587) książęta pomorscy dość szybko uzyskali potwierdzenie lenna lęborsko-bytowskiego, starali się też dbać o poprawne kontakty z Rzecząpospolitą, zwłaszcza że młody monarcha objął w 1592 roku również tron w Sztokholmie po śmierci ojca Jana III Wazy. W trudnej sytuacji postawił książąt pomorskich bunt ewangelickich stanów Szwecji przeciwko Zygmuntowi III, trwający w latach 1596–1598 pod wodzą Karola Sudermańskiego, stryja młodego króla. Przyszłego króla Karola IX (1604–1611) popierały miasta pomorskie, które dostarczały stanom szwedzkim żywność, broń i wojska zaciężne. Ostatecznie książęta zachowali formalną neutralność, choć nowy władca Szwecji utrzymywał z Gryfitami dość bliskie kontakty – zaprosił ich na swą koronację w 1606 roku, a także zaproponował księciu Franciszkowi I stanowisko w armii szwedzkiej.
Polityka równowagi, współpracy z wszystkimi stronami rywalizacji o dominację na Bałtyku załamała się w pierwszych latach trwania wojny trzydziestoletniej (1618-1648).
W lutym 1627 r. Bogusław XIV został zmuszony do przepuszczenia przez Pomorze do Prus Królewskich kontyngentu zaciężnych wojsk szwedzkich, zwerbowanych w Meklemburgii, które miały wzmocnić armię Gustawa II Adolfa walczącą przeciwko Rzeczypospolitej. Oznaczało to złamanie neutralności księstwa wobec Polski i cesarza. Armia szwedzka po przejściu przez państwo Gryfitów została otoczona przez hetmana Stanisława Koniecpolskiego w Czarnem (Hamersztyn), a następnie całkowicie rozbita (17 kwietnia), a jej resztki ucięły na Pomorze. Z kolei w 1629 roku król Polski Zygmunt III Waza starał się bez powodzenia wykorzystać edykt cesarski o restytucji katolickich biskupstw w krajach protestanckich i domagał się przekazania biskupstwa kamieńskiego swemu synowi Karolowi Ferdynandowi. Kilka lat później ostatni książę pomorski Bogusław XIV próbował nie dopuścić do sukcesji brandenburskiej w księstwie po jego śmierci i jako następcę chciał wyznaczyć siostrzeńca Ernesta Bogusława de Croy. W tym celu rozpoczął starania o przyznanie temu ostatniemu ziemi lęborsko-bytowskej wraz z tytułem lennika Rzeczypospolitej. W tej sprawie wyprawił w 1633 roku poselstwo na koronację Władysława IV oraz ponownie w 1635 roku na sejm do Warszawy. Zabiegi te, poparte m.in. przypomnieniem o stu tysiącach talarów niespłaconej pożyczki króla Zygmunta Augusta, nie przyniosły spodziewanych rezultatów. Król i sejm nie zgodzili się na przejęcie ziemi lęborskiej i bytowskiej przez Bogusława Ernesta de Croy. Po śmierci księcia Bogusława XIV w 1637 r. wojska polskie obsadziły lenno lęborsko-bytowskie i ziemie te włączono do Prus Królewskich.
Przejęcie na powrót ziemi lęborsko-bytowskiej przez Rzeczpospolitą w 1637 roku było ostatnim z akordów wzajemnych kontaktów między oboma państwami. Niedługo potem w 1648 roku księstwo pomorskie zostało podzielone między Brandenburgię i Szwecję.