2. Svenskekrig blev anderledes skæbnesvanger for området. Om aftenen den 6.8.1658 kastede 11 svenske orlogsskibe og 60 mindre fartøjer anker ved Halsskov Rev. Med ombord var den svenske konge. Den 7.8. kl. 10 landsattes ca. 4.000 mand fodfolk, ca. 2.000 ryttere og 50 kanoner samt ammunition, trillebøre, hakker, skovle og spader i Korsør. Krigen var atter begyndt. I Korsør lå det danske orlogsskib ”Delmenhorst” til reparation. Det blev svenskernes bytte.
Hovedstyrken marcherede straks mod København. Det var formentlig denne styrke, der, da den kom ad landevejen ved Vemmelev, plyndrede præstegården, som Anders Madsen var vendt tilbage til, jog ham bort og næsten nedbrød gården. Den del af styrken, især fodfolk, der blev tilbage i Korsør, plyndrede Korsørborgerne for, hvad de havde brug for bl.a. til felthytter. Tolder og postmester Markus Kuhlmann blev med magt fjernet fra sit hjem og indsat i fæstningstårnet, mens svenskerne plyndrede og skadede hans hus. Det var sædvane, at troppestyrker under fremrykning i besættelsens første dage tog, hvad de havde brug for eller lidt mere.
Korsør var nu besat af svenskerne, og på slottet var indsat en svensk kommandant. Byens rådhus brugte svenskerne til magasinhus og til logi for hele kompagnier soldater på gennemrejse og arbejdsfolk. Der har formentlig som i mange andre købstæder ligget en mindre svensk rytterafdeling i Korsør. Den havde vagtbygning i en af byens gårde.
Som krigen skred frem, vandt danskerne og deres allierede frem i Jylland og på Fyn, mens svenskerne konsoliderede sig på Sjælland og de sydlige øer. For at kunne modstå et angreb på Sjælland byggede svenskerne fæstninger her bl.a. i Korsør. 
Situationen tilspidsedes, da en hollandsk-dansk flåde i slutningen af oktober 1659 passerede Langelandsbæltet på vej nord på. Carl X Gustav, der ikke vidste, om flådens mål var Sjælland eller Fyn, valgte at opslå sit kvarter i Korsør, hvortil han ankom 1.11. Han blev snart klar over, at det var Fyn, det gjaldt. Han kalkulerede med, at hans tropper ville blive genstand for en langvarig belejring i Nyborg Fæstning, og han prøvede via en lang række breve fra Korsør at styre begivenhederne. Men allerede den 14.11. slog danskerne og deres allierede til, og Carl X Gustav måtte som tilskuer i Korsør opleve et forsmædeligt nederlag i slaget ved Nyborg. Svenskerne var reelt knækket, og 27.5. blev der sluttet fred.
Besættelsen af Korsør ophørte dog først formelt 6.7. og i praksis 16.7. Derefter rykkede danske tropper, mere end 600 mand og nogle heste, ad to omgange ind i byen og krævede underhold et par måneder. Korsørborgerne skønnede, at dette kostede dem 3.798 rdl. Hertil kom 629 rdl. til frirejser og 81.025 rdl. til svenskernes krigsførelse. Krigen var heller ikke gået sporløst hen over Korsørs omegn, bl.a. var slottets ladegård som nævnt ødelagt, og flere gårde i landsbyerne lå øde. Sprogø var besat af svenskerne 1658-60, og igen under Skånske Krig (1675-79) var de på øen.