Так Богдан Хмельницький одержав першу велику перемогу в історії Національно–визвольної війни. Набутий досвід показав, що для успішної боротьби потрібно мати сильну кінноту та артилерію, а також те, що найслабшою рисою польських жовнірів є їхнє невміння боронити свій табір під час маршу.
Не гаючи часу, козацький ватажок вирішив завдати удару по армії М. Потоцького. Щоб перешкодити або хоча б затримати прибуття підрозділів Вишневецького на Правобережжя й таким чином не допустити їхнього об'єднання з полками коронного гетьмана, Хмельницький розіслав загони з наказом знищувати човни та пороми на переправах через Дніпро. На всьому шляху просування повстанського війська до нього вливалися селяни та міщани (лише з Чигирина, Крилова та інших міст і сіл — близько 2 тис. чоловік).
Довідавшись про поразку під Жовтими Водами, М. Потоцький зважив на співвідношення сил — його та Хмельницького — й запропонував відступити до Білої Церкви, де можна було б сподіватися на підхід допоміжних сил. 12 травня 1648 р. польське військо зупинилося обозом за Корсунем (під фільварками на березі Росі).
14 травня М. Потоцький отримав звістку про наближення козацько–татарського війська і що вже надвечір слід чекати його нападу. Розлютившись, Потоцький віддав Корсунь «на здобич» жовнірам і водночас наказав копати шанці з трьох боків табору (з четвертого боку його захищав старий вал, який лише трохи поправили).
Хмельницький прагнув не допустити свого ворога в центральні райони України, де, заховавшись у вигідному для оборони місці, той міг би дочекатися підкріплень і контратакувати повстанців. Довідавшись про місцезнаходження коронного гетьмана, Богдан послав наперед полк Кривоноса та частину татар із наказом затримати супротивника до підходу основних сил козацько–татарського війська. Досвідчений полковник діяв настільки ж рішуче, наскільки винахідливо: за його задумом, козаки мали зненацька відігнати від польського обозу коней. Уже ввечері 14 травня диверсійний загін Кривоноса був за Россю, в тилу Потоцького, де той не виставив охорони й лише завдяки випадковості (коней чомусь не пустили на пасовище) не втратив своєї кавалерії. На світанку з'явилася козацька кіннота, вбрана в білі свити, потім — татарські чамбули, які почали переправлятися через Рось і скупчуватися в Корсуні. Тоді М. Потоцький наказав запалити фільварки. Вогонь швидко перекинувся на будівлі, й незабаром увесь Корсунь вигорів, за винятком замку та церкви.
Максим Кривоніс не мав наміру атакувати ворожі позиції — він лише прагнув за допомогою невеликих підрозділів, котрі наближалися до польського табору, якомога більше довідатися про його укріплення та чисельність живої сили. Водночас він направив частину своїх людей у район Стеблева, щоб загатити Рось (згодом, як помітили жовніри, вода в річці почала різко спадати). Потоцький розмістив у 5 шанцях драгунів і піхоту, а також розставив наявні 12 гармат; кіннота зайняла вигідні позиції перед шанцями для атаки. Розпочалися сутички з татарами. І хоча польські офіцери вимагали від М. Потоцького наступати, проте останній відмовлявся через те, що, по–перше, не бажає наражати на небезпеку всю Річ Посполиту, а по–друге, сьогодні понеділок, а йому протягом усього життя в цей день ніколи не щастило.
Пополудні з'явився зі своїми основними силами Тугай–бей. Не звертаючи уваги на щільний гарматний вогонь супротивника, він спокійно провів татар повз його позиції. Це, звісно, була демонстрація сили й упевненості в собі. Надвечір, повертаючись до коша, він знову пройшов неподалік польських шанців. Між татарами та поляками розпочалися двобої. У цей же час активізувалися козаки, від яких, за спогадами шляхтича Сєраковського, «довелося захищатися до самої ночі».
Дещо пізніше за Тугай–бея на місце битви, що назрівала, прибув обозом і Хмельницький. Спосіб дій козаків і татар засвідчував: гетьман дуже старанно й завбачливо готувався до рішучого наступу, і це не могло не викликати занепокоєння в керівництва польського війська.
Для вироблення плану подальших дій М. Потоцький скликав раду офіцерів. Вирішили відступати на Богуслав табором, коней сховати в його середину й захищатися пішо. Потоцький наказав покинути найважчі вози та взяти із собою корогвам, які мали по 100 коней, не більше 25 возів, по 60 коней — 18, а по 50 коней — 15 возів. Уже над ранок табір, вишикуваний у вісім рядів, був готовий до рейду.
Хмельницький уважно стежив за діями коронного гетьмана і незабаром отримав відомості про його намір відступити до Богуслава (здобути їx було не дуже важко, бо вже вночі всі в польському обозі знали, куди мають невдовзі вирушати, про що й розповів запорозькому гетьманові схоплений козаками жовнір). Богдан вирішив ударити по ворогові на його марші й обрав для цього надзвичайно вдале місце — Горохову Діброву (Круту Балку) — глибоку балку на лівому боці Росі (8–10 верст від Корсуня), що її на шляху до Богуслава поляки не могли обминути. Вночі туди пішов Кривоніс із піхотою й десятьма гарматами: він мав перекопати дорогу, а з боків зробити шанці, де поставити гармати і розмістити стрільців. Помітивши перед світанком рух у ворожому таборі, Хмельницький наказав козакам і татарам вільно пропустити його (за словами одного з очевидців, поляки пройшли, й було «тихесенько з обох сторін»). Козацькі й татарські полки супроводжували ворожий табір із боків і позаду. Кілька разів зчинялася перестрілка. Близько опівдня, коли вся ця маса людей наблизилася до чагарників Горохової Діброви, Хмельницький направив туди козаків із гарматами. Вони обстріляли поляків із тилу й провели на них таку сильну атаку, що, за свідченням шляхтичів — учасників бою, «ледве наші витримали». Козаки й татари захопили чимало возів. Рятуючи ситуацію, Потоцький розпорядився стріляти з гармат. У запеклій битві обидві сторони зазнали відчутних утрат.
Подолавши першу небезпеку, жовніри ввійшли в балку, густо зарослу лісом і чагарником. Тепер вони, долаючи пагорби та яруги, просувалися під постійним обстрілом козаків і татар, від чого, як писав згодом шляхтич Криштоф Раєцький, «у нас трупи густіше почали падати». Гинули коні, було втрачено частину табору… Здавалося, що ляхи ось–ось проминуть це страшне місце. Вони наблизилися до пагорбів, між якими проходила широка (близько 3,5 км) і глибока балка. Однак коли почали її переходити, з'ясувалося: шлях перекопано глибокими ровами й перекрито заваленими деревами. Із боків дві інші долини теж були перекопані. Схил балки був таким урвистим, що під час спроб обійти перешкоду вози переверталися. Табір утратив свій порядок. І ось у цю мить за наказом Хмельницького спереду і з боків по супротивнику вдарили з гармат і самопалів козаки Кривоноса, які перебували в заздалегідь викопаних шанцях. А з тилу спантеличеного ворога атакували козаки самого Хмельницького й татари Тугай–бея… Потоцький і Калиновський намагалися організувати оборону, та дарма — повстанці й татари вже були всередині табору. В шаленій битві Потоцький рубався як простий солдат і дістав три шабельних удари в голову, але міцний шолом урятував йому життя. Обеззброєний, він швидко потрапив у полон. Довше за всіх відбивався Калиновський, який зібрав навколо себе 600 драгунів і 200 угорських піхотинців. Майже всі вони загинули, а сам польний гетьман був поранений козацькою кулею в лікоть руки, а татарською шаблею — в голову. Нарешті й він опинився в руках переможців. Близько друтої–третьої години дня польська армія припинила своє існування. Переважна більшість жовнірів загинули, інших забрали в полон. Лише кількасот їх утекли з пастки, влаштованої Хмельницьким, та й вони незабаром були винищені навколишніми селянами та міщанами.