Абраны вялікім князем незалежніцкай партыяй на чале з Янам Гаштольдам пасля забойства Жыгімонта Кейстутавіча (1440). Пры абранні абяцаў вярнуць ВКЛВалынь і Падолле захопленыя Польшчай, што пазней і выканаў. У 1444 г. вярнуў ад Польшчы ў склад ВКЛ Дарагічынскую зямлю. Пасля смерці свайго старэйшага брата Уладзіслава, караля польскага, быў запрошаны на польскі сталец. Але Казімір доўгі час не пагаджаўся, яго не адпускалі князі і баяры ВКЛ, якія не жадалі нават персанальнай уніі з Польшчай, але пасля ўсёж-такі пад уплывам маці даў згоду. У чэрвені 1447 г. абраны каралём Польшчы, але прысягу даў толькі ў 1453 г. У 1454 г. Казімір ажаніўся з Альжбэтай, дачкой памерлага германскага караля Альбрэхта II. У Казіміра і Альжбэты было трынаццаць дзяцей.
Унутраная палітыка
Намагаўся ўмацаваць велікакняжацкую ўладу, аднак гэтага не атрымалася, вымушаны быў пашырыць правы феадалаў і шляхты. У 1441 г. задушыў выступленне смаленскіх гараджан, а ў 1490—1492 гг. — выступленні сялян на поўдні ВКЛ і Польшчы.
У 1447 г. выдаў гэтак званы Казіміраў прывілей, якім пашырыў правы феадалаў ВКЛ, гарантаваў права ўласнасці на зямлю, вольны выезд за мяжу, права судзіць залежных ад іх людзей. У прывілеі прадугледжвалася, што зямлю і дзяржаўныя пасады ў ВКЛ маглі атрымліваць толькі мясцовыя феадалы. Пры Казіміры вырасла роля паноў-рады і ўзмацніўся яе ўплыў на дзейнасць вялікага князя.
У 1457 г. выдаў прывілей, паводле якага жыхары ВКЛ маглі вольна выязджаць за мяжу, акрамя варожых краін, у тым ліку для набыцця адукацыі. Аказваў матэрыяльную дапамогу студэнтам з дзяржаўнага скарбу. У 1468 г. выдаў Судзебнік, першую спробу кадыфікацыі крымінальнага і працэсуальнага права ВКЛ. У 1471 г. ліквідаваў удзельныя княствы. Прадстаўнікі незалежніцкай партыі, незадаволеныя збліжэннем з Польшчай, у 1480-х гадах арганізавалі змову супраць Казіміра, але яна была выкрыта. Выданнем Няшаўскага статута Казімір пачаў час палітычнага панавання ў Польшчы шляхецкага стану.