В 1656–1657 годах был послом в Дании, где побуждал короля Фридриха III принять участие в войне против шведов.
С 1659 года назначен комендантом крепости в Вильне, заменив воеводу Михаила Семёновича Шаховского. В 1660-61 командовал осаждённым в Вильне русским гарнизоном. После почти полуторагодичного сопротивления польско-литовским войскам, гарнизон, отбив множество приступов и терпя огромные лишения, сдался, когда в нём осталось лишь 78 человек.
При этом Мышецкий, до этого казнивший всех, кто помышлял о сдаче, и далее не намеревался капитулировать. Видя ропот среди оставшихся в живых, он пошёл на притворные переговоры с польским королём, готовя при этом порох для подрыва замка. Однако уцелевшие солдаты гарнизона разгадали его план, схватили Мышецкого и выдали его осаждающим. Комендант крепости вопреки обычаям того времени был осуждён королевским судом на смертную казнь, ему была отсечена голова на Ратушной площади города.
Перед смертью осуждённый написал духовную, которую потом один монах доставил в Москву:
