Військово-дипломатична діяльність Виговського в роки Визвольної війни реконструюється із значними прогалинами. Очевидно, він супроводжував гетьмана в його переможному поході 1648 року під Пилявці, Львів і Замостя. 17 листопада 1648 року Хмельницький вислав з-під Замости посольство до трансільванського князя Д'єрдя І Ракоці та канцлера й головнокомандуючого трансільванських військ Яноша Кемені в справі союзу проти Речі Посполитої і підтримки кандидатури Д'єрдя І на польський трон. Це посольство складалося з Івана Виговського і його товариша ("нашого нотаря", тобто писаря), можливо, Івана Креховецького. Наступного року Виговський, очевидно, брав участь у переможному поході повстанської армії під Збараж та Зборів. Хоч безпосередні переговори з представниками уряду Речі Посполитої і самим королем вів Богдан Хмельницький, не можна виключати й участі Виговського в розробці проекту мирної угоди. 1650 року генеральний писар бере участь у молдавському поході Хмельницького, під час якого досягнуто згоди молдавського господаря Василя Лупу на шлюб його дочки Розанди з Тимошем Хмельницьким. Вже 23 жовтня гетьман і генеральний писар зустрічали в Чигирині молдавських послів: сучавського митрополита і Чоголі Спатару, ближнього боярина господаря, і вели переговори щодо майбутнього шлюбу гетьманича.

Наступного року Виговський узяв участь у берестецькому поході. У вирішальний момент затяжної битви (30 червня 1651 р.) хан Іслам-Гірей III зрадив українських повстанців і втік з поля битви із всією ордою, зазнавши перед тим відчутних утрат. Пізніше київський полковник часів гетьманату Івана Брюховецького Василь Дворецький звинуватив Виговського в тому, що писар поширив серед ординців провокаційного листа, в якому українські козаки закликали до спільного з поляками удару по орді ("А Выговский, собака, много листов межи орды вкинул, мовячи: "Биймо татар из обох сторон: тепер час маємо". И за его шалвірством мусіли козаки гармата там покинут, а легко самы утікат под Білую Церков".

Ця інформація — відвертий наклеп політичного противника Виговського. Про такого листа не згадує жодне джерело і навіть сам хан не посилався на такий зручний для нього привід виправдатися, а вказував на зовсім інші причини ганебної втечі: якісь заворушення в орді та міжусобні конфлікти.

Богдан Хмельницький намагався зупинити орду, але і його самого затримав хан. Затримати втікачів спробував Виговський, але і йому це не вдалося. Тоді генеральний І писар примчав до козацького табору і передав старшині наказ гетьмана сипати вали й готуватися до оборони, а, сам кинувся навздогін за ханом, щоб умовити того визволити гетьмана і повернути орду на поле битви. Іслам-Гірей спочатку погодився і навіть запросив Хмельницького й Виговського до свого намету, але в цей час йому принесли повідомлення (як пізніше виявилося недостовірне) про наближення королівського війська. Це викликало переполох в орді, й хан з усім військом продовжив втечу на протязі всієї ночі. На світанку Виговський умовив хана дати йому хоча б десять тисяч війська для деблокади повстанського табору. Хан погодився дати навіть удвічі більше, під командою чотирьох мурз, але після початку зворотного маршу (Хмельницький залишився у хана під арештом як закладник), ординці змінили свій намір і повернули назад. З Виговським залишилися лише троє козаків та двоє татар. Генеральний писар був змушений від мовитися від спроби пробитися до обложеного війська, однак не втратив сили духу й рушив до Паволочі. Приблизно в цей час обложені під Берестечком повстанці мужньо боронилися, чекаючи на повернення гетьмана з підмогою. Одночасно вони зав'язали переговори, щоб виграти час. Характерно, що король та уряд Речі Посполитої домагалися неодмінної видачі Хмельницького та Виговського, як головних керівників повстанців (король не знав про відсутність у таборі гетьмана й генерального писаря).

У Паволочі Виговський зібрав нове військо і розгромив дєсятитисячну орду, яка поверталася з України до Криму, обтяжена ясиром. Унаслідок трьох битв (під Паволоччю, Чудновим та на Уманському шляху) козаки Виговського знищили понад вісім тисяч ординців і відбили весь ясир. З полоненими татарами і ногайцями Виговський послав вість до хана про свій успіх, вимагаючи звільнення гетьмана. У разі відмови Виговський погрожував погромом ординців на переправах. Ця погроза викликала сподіваний ефект. Мурзи почали нарікати на порушення ханом угоди з Хмельницьким, тиснути на Іслам-Гірея III і той мусив ще раз змінити зовнішньополітичний курс. Гетьмана було відпущено і з почестями проведено до Паволочі. Тут же він разом із генеральним писарем, полковником І. Богуном та іншими заходився формувати нове військо для відсічі карателям, які після перемоги під Берестечком сунули в Наддніпрянську Україну. У цей складний і тяжкий часі Виговський виявив себе енергійним, мужнім і досвідченим полководцем та організатором. З визволенням гетьмана Виговський особливу увагу приділяє своїм основним обов'язкам як керівника дипломатичної служби. Невдовзі гетьман і генеральний писар уже, приймали в Корсуні російського посла Г. Богданова та посланців Іслам-Гірея III. Характерно, що саме в цей момент Виговський наполегливо переконував царського посла в необхідності допомоги українським повстанцям та встановленням союзу України і Росії, вказував на вигідність такого союзу для Росії, пропонував свої послуги в складанні відповідного договору. Як відомо, царський уряд з ряду причин (побоювання спалаху нової селянської війни в Росії, тяжкої війни з Річчю Посполитою в момент після поразки повстанців, зовнішньополітичних ускладнень та ін.) не поспішав давати остаточну відповідь на листи українського уряду і