Между тем, Украина стала главной базой для российской армии в годы русско-турецкой войны. Гетманство поставляло продовольствие, подводы для обоза и погонщиков. Реестровые казаки (до 15 000 человек) и запорожцы приняли активное участие в войне, несмотря на негативное отношение к ним главнокомандующего Б. Миниха. В 1736 г. казаки участвовали в Крымском походе (включая захват Бахчисарая), в 1737 г. — в осаде Очакова, в 1738 г. — в Молдавском походе (там погиб знаменитый автор летописи Г. Грабянка), в 1739 г. — в Хотинском походе. В последнем фельдмаршал П. Ласси доверил украинским казакам разведку, а также позволил действовать в отрыве от основных сил, совершать ложные маневры и рейды вглубь территории противника, что и было ими блестяще выполнено.
Война принесла огромные экономические потери Украинскому гетманству. Для нужд российской армии были реквизированы десятки тысяч волов и лошадей.
Война также проявила необходимость реформ. Старшины, да и рядовые реестровые казаки все меньше считали себя военными, часто дезертировали, неохотно шли на войну. Наоборот, наиболее организованной и боеспособной частью проявили себя запорожцы.
Последнее «смягчение» политики российских императоров по отношению к украинской автономии было связано с восшествием на престол Елизаветы Петровны, фаворитом и мужем которой был сын реестрового казака Алексей Разумовский. Уже при восшествии на престол Елизаветы было решено сделать послабления «малороссийскому народу», чтобы он оправился от убытков, ставших следствием войны с Турцией.
Вскоре в Петербург прибыла депутация старшин во главе с П. Апостолом, сыном покойного гетмана. Они добились разрешения перехода крестьян, запрета принимать украинцев в кабалу, а также запрета русским чиновникам «чинить обиды, забирать даром провиант, дрова и т. д.». По ходатайству Разумовского из Сибири была возвращена опальная старшина, сосланная в годы «слова и дела».
Разумовский активно покровительствовал украинскому духовенству, в частности — Арсению Мациевичу, выпускнику Киево-Могилянской Академии, ставшему в 1742 г. митрополитом Ростовским и Ярославским. При нем была инициирована канонизация Дмитрия Тупталы (Ростовского).
С подачи фаворита, Елизавета Петровна посетила Киев, где для ее приема был построен Мариинский дворец по проекту Б. Растрелли. Студенты Киево-Могилянской академии развлекали императрицу спектаклями и декламацией, а генеральная старшина и полковники подали императрице петицию о назначении выборов нового гетмана. Елизавета благосклонно приняла просьбу. Единственным кандидатом в гетманы стал младший брат фаворита, Кирилл Разумовский.
Кирилл благодаря брату получил хорошее образование в Европе в университетах Геттингера, Кенигсберга и Стратсбурга. В 1746 г. в возрасте 18 лет он был назначен президентом Императорской Академии наук и сохранял этот пост почти двадцать лет.
В 1747 г. была объявлена императорская грамота о возобновлении гетманского звания. 22 февраля 1750 г. на генеральной раде в Глухове Разумовского избрали гетманом. По этому поводу Ломоносов сочинил героическую идиллию «Полидор». Новоизбранный гетман со старшиной прибыл в Петербург, где были выданы юридические документы, определявшие полномочия Разумовского.
В 1751 г. ему была дана жалованная грамота по образцу данной Скоропадскому. Учреждения гетманства были восстановлены более или менее в том виде, в каком они существовали до реформы 1722 г. Украина снова была переведена из управления Сената в ведомство Коллегии иностранных дел. Коллегия и другие учреждения, созданные для контроля над старшиной, упразднялись. Всем российским чиновникам было предложено выехать с Украины. Особой грамотой подчинена была власти гетмана Запорожская Сечь.
Одним из первых шагов нового гетмана стало возвращение резиденции в разрушенный Батурин. В 31 июля 1750 г. Елизавета Петровна дала соответствующую грамоту и была создана специальная «экспедиция по Батуринскому строительству». Новый каменный Батурин часто называли «Малым Петербургом».
Разумовский сильно отличался от предыдущих гетманов, был великосветским вельможей и постоянно находился в Петербурге. При нем вошли в обычай так называемые «съезды старшины», которые проходили в Глухове. Учитывая то влияние, какое имел новый гетман при дворе, вмешательства в украинские дела российских чиновников на время прекратилось.
Некоторые из старшин надеялись использовать такое положение для дальнейшего усиления автономии Украины. По указу Разумовского была создана новая комиссия для разработки кодекса. Бунчуковый товарищ Ф. Чуйкевич написал научное исследование «Суд и расправа в правах малороссийских». В нем он проводил идею создания в Украине сословных шляхетских судов на основе Литовского статуса. Работа Чуйкевича была положена в основу судебной реформы, проведенной в 1760 г. Вместо казацких судов — сельского, сотенного, полкового и генерального — вводились новые. Украина была разделена на 20 поветов, в каждом из которых создавались суды подкоморские (для земельных тяжб), земские (для гражданских дел) и городские (для уголовных дел). Высшей инстанцией становился Генеральный суд. в котором должны были присутствовать два генеральных судьи и десять депутатов от полков.
Была проведена и военная реформа. Казаки получили однообразный мундир и вооружение, в полки стал вводиться регулярный строй и муштра по подобию западноевропейской. Значительно обновилась артиллерия. Согласно «ордеру» Разумовского был введен «национальный герб», виде казака с мушкетом, который должен был находиться на знаменах всех полков.
За время правления Разумовского казаки не раз принимали участие в военных действиях Российской империи, в частности, в Семилетней войне. В 1757 г. Кирилл должен был предоставить 8 тысяч погонщиков, большая часть которых погибла в походе. Около тысячи компанейцев приняло участие в битве при Егерсдорфе. В 1760 г. на войну было отправлено еще 2000 казаков под командованием прилуцкого полковника Г. Галагана. В свою очередь запорожцы направлялись для усиления гарнизона крепости св. Елизаветы (ныне Кировоград), построенной по указу Елизаветы Петровны для защиты от турок.
При Разумовском было введено обязательное начальное образование для казацких детей. Сам гетман работал над проектом учреждения в Батурине Малороссийского университета, в котором предполагалось иметь девять кафедр: латинского красноречия; логики; натурального права и юриспруденции; истории и геральдики; экспериментальной физики и математики; теоретической и практической физики; анатомии; химии; ботаники и натуральной истории. Предусматривалось строительство собственной типографии, ботанического сада, анатомического корпуса, библиотеки и т. д.
К сожалению, этот блестящий проект так и не был осуществлен из-за противодействия двора. Появился и ряд указов, ограничивавших гетманское правление. Была введена система отчетов перед правительством о доходах и расходах гетманской казны. В 1761 г. был издан указ, выводивший Киев из подчинения гетману.
При новом императоре Петре III Разумовскому удалось добиться возвращения Киева в гетманское управление, но это уже был последний успех Украинского гетманства.