Um seinem und Bonas einzigen Sohn Siegmund August die Thronfolge zu sichern, hatte Siegmund ihn bereits 1529 zum Großfürsten von Litauen und 1530 zum König 1529
1530 von Polen wählen und krönen lassen. Der König mußte jedoch bei diesem außerordentlichen Falle bezeugen, daß das gegen das Gewohnheitsrecht gehe, und dieses Gewohnheitsrecht wurde zum Staatsrecht dadurch, daß er bestimmte, nach wie vor solle in Zukunft bei Erledigung des Thrones oder bei einer sonst notwendig werdenden Wahl zuvor ein Wahlreichstag einberufen werden. Als Siegmund August 15 Jahre alt wurde (1535), mußte er den Eid auf alle Rechte und Freiheiten der Stände leisten und 1537 schwören, daß er 1537 sich bei Lebzeiten des Vaters der Regierung enthalten werde. 1543 vermählte Siegmund den Thronfolger mit Elisabeth, der Tochter des römischen Königs Ferdinand. 1543 Aber im übernächsten Jahre wurde seine Ehe durch Elisabeths Tod gelöst, wie man sagt, weil Bona ihre Schwiegertochter vergiftet hatte. In Litauen, dessen Verwaltung ihm übertragen worden war, heiratete er bald heimlich die schöne litauische Magnatin Barbara Radziwill, deren Vater, Oheim und Brüder Kaiser Karl zu Herzögen ernannte und in den Reichsfürstenstand erhob, um sie ebenbürtig zu machen. Von da ab haben die Radziwills eine hervorragende Rolle in der polnischen Geschichte gespielt.
Als Siegmund starb, ging infolge der getroffenen Vorsorge der Thronwechsel ohne Aufregung und Streit vonstatten. Siegmund August (1548–1572), schwächer als 1548 bis 1572 der Vater, wieder ein echter Jagiellone, trat in den auswärtigen Beziehungen weniger hervor, verfolgte dafür aber im Innern des Vaters Staatsreformpläne um so eifriger weiter.
Sein einziges großes auswärtiges Unternehmen war der Streit um Livland (1557–1571). 1557 bis 1571
Die Stellung des Erzbischofs von Riga, der der Lehenshoheit des Ordens nicht unterstand, hatte dort von jeher schwere innere Kämpfe hervorgerufen und führte nunmehr, nach der Säkularisation Preußens, zur Auflösung. Vier Bewerber stritten sich um das Erbe: Polen, Moskau, Schweden und Dänemark, daneben hatte auch das Reich Ansprüche auf das Land. Erzbischof war seit 1539 Markgraf Wilhelm von Brandenburg, der Bruder des Herzogs von Preußen, Ordensmeister seit 1550 der kriegerische Wilhelm von Fürstenberg. Der Erzbischof hielt im Einvernehmen mit dem Herzog zu Polen, der Ordensmeister hatte 1554 einen Garantievertrag mit Iwan dem Schrecklichen 1554 geschlossen. Da wurden 1556 Briefe des Erzbischofs aufgefangen, die seine landesverräterischen Pläne veröffentlichten, und der Erzbischof gefangen gesetzt. Er erflehte von Polen Hilfe, das alsbald ein Heer von angeblich 100 000 Mann nach der Grenze schickte. Der Orden bat um Frieden und mußte den Erzbischof wieder einsetzen (1557).
Iwan konnte diesen Sieg des polnischen Einflusses nicht ruhig mit ansehen, denn der Besitz der baltischen Küsten war für Rußland eine Lebensfrage. Er brach noch im Jahre 1557 in Livland ein und eroberte im nächsten Jahre Dorpat, Narwa und andere Städte. Die Schweden nahmen Estland, die Dänen einen Teil Kurlands und die Insel Ösel. Nach dem Tode Fürstenbergs wählte die polnische Partei Gotthard Kettler zum Ordensmeister, der 1561 in Gemeinschaft 1561 mit dem Erzbischof das Land dem Polenkönige auftrug. Er trat aus dem Orden aus und erhielt Kurland und Semgallen mit der Residenz Mitau als Herzogtum zu Lehen mit Sitz und Stimme im polnischen Senat. Livland wurde Polen einverleibt, unter Garantierung der deutschen Sprache und Verwaltung und der Freiheit der Augsburger Konfession.
Aus diesem Vertrage entbrannte ein polnisch-russischer Krieg, in dem Iwan 1563 Plock eroberte, das er mitsamt 1563 dem oberen Teile Livlands auch im Frieden behielt, trotz etlicher polnischer Siege. Der Krieg hatte also wieder eine russische Landschaft von Polen abgerissen und obendrein in Livland einen neuen russisch-polnischen Zankapfel geschaffen. Außerdem hatte er den König veranlaßt, dem Kurfürsten Joachim von Brandenburg für den Fall des Aussterbens der Ansbacher Linie die Erbfolge in Preußen zuzugestehen (1563), wodurch Polen bald ein neuer Feind im Westen erstand.
In gleicher Weise mußte Siegmund August sich bei der Staatsreform mit halben Erfolgen begnügen, obwohl er immerhin mehr erreichte als sein Vater. Aus den Debatten auf den Reichstagen und aus den zahlreichen Reformschriften hatten sich nach und nach folgende Forderungen herausgeschält: 1. die Exekution der Güter, von der bereits die Rede war, 2. die Reform des Finanzwesens, des Heeres, der Rechtspflege und der Verwaltung, 3. volkswirtschaftliche Reformen, 4. die engere Angliederung Preußens und Litauens an die Krone.
Der bekannteste dieser Schriftsteller war Andreas Friccius (Frick oder Fritsch, genannt Modrzewski, † 1572), ein der Reformation freundlicher Deutscher, dessen 1551 zuerst erschienene Schrift „De emendanda republica” sogar für die Bauern energisch eintrat.
Es bildete sich ein Kreis von Abgeordneten, die in dieser Richtung zusammengingen, an ihrer Spitze Hieronymus Ossoliński, Raphael Leszczyński (beide der Reformation ergeben) und der Russe Nikolaus Siennicki.