На ранок козацькі й татарські колони зайняли вихідні позиції для атаки. За свідченням С. Твардовського, Хмельницький, щоб «напустити страху нам в очі», переодягнув частину козаків на татар.
Тим часом почалася заміна жовнірських підрозділів на переправі. Помітивши це, Хмельницький наказав ударити по греблі, підбадьорюючи козаків закликом: «За віру, молодці, за віру!» Попереду наступала піхота, фланги якої прикривали кінні полки козаків і татар. Поляки зазнали нищівного розгрому, мало кому з них пощастило втекти. Козаки оволоділи всіма шанцями та гарматами, покинутими втікачами. У той час, коли розпочався бій за переправу, реґіментарі шикували своє військо, в якому не було порядку, «бо що панок, то хотів бути гетьманом», і не там «панок» ставав, де йому наказували, а де хотів. Усупереч наказу реґіментарів, корогви полку Киселя «без шику, без порядку» почали сутички з татарами, що з'явилися на лівому березі Ікви. До бою втяглися й інші корогви. Їм на допомогу з'явилися полки Конецпольського, Вишневецького та ін. Спалахнула запекла битва, що точилася кілька годин без відчутної переваги якоїсь із сторін. Потім гору почали брати козаки й татари. Водночас жорстока січа відбувалася біля табору Кривоноса, який теж перемагав. З обіду польське військо охопили панічні настрої, й на полі бою залишилася ледве половина жовнірів.
Надвечір із польського табору вже від'їжджали вози сандомирського воєводи, краківських воєводичів та О. Конєцпольського.
Коли ж надійшли повідомлення, що козаки з татарами вийшли в тил польській армії, її керівники остаточно втратили голову. Військові комісари сказали Заславському, що кіннота повинна відходити одночасно з обозом, бо «краще втратити вози і майно, ніж загинути всій Республіці й цвітові вітчизни нашої». Не очікуючи на збір усього війська, воєначальники найняли в провідники слугу брацлавського старости Байбузу й покинули поле бою.
Коли вночі рядові жовніри довідалися про наступальні дії козацьких полків і татар, а також про залишення їх воєначальниками, це викликало в них страшенну паніку. За словами Твардовського, «важко описати ганьбу цієї ночі», коли бійці кидали зброю, хапалися на коней і намагалися якнайшвидше втекти, не дбаючи про поранених і хворих. На шляху до Старокостянтинова, як писав один із утікачів, жовніри «скидали один одного з коней» і «ламали собі шиї».
Довідавшись про залишення жовнірами обозу, Хмельницький не відразу повірив у перемогу. Спершу він подумав, що реґіментарі готують пастку та навмисне відводять війська, аби заманити козаків і татар до табору, а потім оточити й знищити. Тому для з'ясування ситуації він розпорядився на деякий час припинити наступальні операції. І лише через години, коли стало ясно, що жовніри таки втікають із поля бою, гетьман наказав зайняти ворожий обоз і почати переслідування ворога до Старокостянтинова. До рук козаків потрапили десятки тисяч возів, 92 гармати та велика позолочена й обсипана коштовним камінням гетьманська булава Заславського. За свідченням деяких джерел, вартість трофеїв перевищувала 7 млн злотих, але ганьба, якої зазнала Річ Посполита, оцінювалася набагато більше.
Перемога українського війська була повною. Вона струснула всю Польсько–Литовську державу. Шляхта почала масово тікати за Віслу, до Торуня й Гданська. А Богдан Хмельницький уже 15 вересня вирушив із табором до Старокостянтинова. Ранком наступного дня козацькі полки розпочали штурм Старокостянтинова, де зачинилося близько 1 тис. німецьких піхотинців. Майже всі вони були знищені. Після цього гетьман відправив частину захопленої здобичі та гармат за Дніпро.
Зрозуміло, що перед гетьманським урядом гостро постало питання вироблення плану наступних дій. Уперше в історії не лише Національно–визвольної війни, а й України в цілому виникли сприятливі умови для визволення з–під іноземного гноблення всіх земель українського народу та об'єднання їх у межах єдиної незалежної держави.
На кінець 1648 р. внаслідок вирішальних перемог козацьких військ під Жовтими Водами, Корсунем і Пилявцями величезна територія України, від Запорозької Січі на півдні до Стародуба і Новгорода–Сіверського на півночі, була звільнена від польського панування. Королівська адміністрація ліквідовувалась також на Правобережній Україні та в Галичині. За цих обставин на перше місце висунулося питання про створення нових органів влади. В основу перетворень, що здійснювалися на Україні, було покладено традиції Запорозької Січі. Вся територія звільнених українських земель розділялася на полки й сотні, які одночасно ставали й адміністративними, і військовими одиницями. Формально вся повнота влади належала загальновійськовій раді. Але з часом, у міру зміцнення влади козацької старшини, всі головні питання життя Війська Запорозького, як правило, почала розв'язувати більш вузька старшинська рада. В її компетенцію входили військово–політичні питання, здійснення адміністративних перетворень, ведення господарських справ, зовнішньополітичні відносини.
В Україні поступово утворилася своєрідна ієрархія військово–адміністративної влади у складі генерального обозного, судді, осавула, писаря, бунчужного і хорунжого. На місцях прерогатива вирішення тих чи інших питань належала полковникам. Увінчувала цю піраміду посада гетьмана.
Варто підкреслити, що він зосереджував у своїх руках необмежену владу. Про це збереглося немало свідчень. Альберто Віміна, наприклад, називає Б. Хмельницького «справжнім государем». Усвідомлював своє особливе становище і сам гетьман. У 1649 р. російським послам він говорив: «Повелінням Божим останньому серед людей мені велено над Військом Запорозьким і над Білою Руссю у війні сій начальником бути і над ляхами і над Литвою перемогу мати». Послам Речі Посполитої Киселю і Смяровському він прямо заявив у січні 1649 p., що є «єдиновластителем і самодержцем Русі». Цікаво, що ці нові тенденції у функціонуванні державного апарату добре бачили і маси рядового козацтва. «Хмельницький ні зі старшиною, ні з черню ніде не радиться. Сам і управляє з Виговським», — говорили прості козаки.
Гетьман був главою й правителем України. Він очолював уряд і державну адміністрацію, був головнокомандувачем, скликав ради, відав фінансами, керував зовнішньою політикою, мав право видавати загальнообов'язкові для всіх нормативні акти — універсали.
Фінансову сферу держави гетьман спочатку контролював особисто, а з 1654 р. було введено посаду гетьманського підскарбія, який контролював прибутки та видатки військової скарбниці. Поповнення державної скарбниці здійснювали із чотирьох основних джерел: із земельного фонду, з прикордонного торгового мита, з доходів від промислів і торгівлі та з податків.
Академік В. Смолій підкреслив одну деталь, характерну для Б. Хмельницького як політика: гетьман добре орієнтувався в етнічній ситуації, яка існувала тоді в Україні, де жили представники різних народностей і віросповідань. Його політична лінія в цьому непростому питанні відрізнялася великим тактом і терпимістю. Так, щодо католиків, які прихильно ставилися до повстанців, не чинилось ніяких репресій. Відомо також, що у зверненні до польського селянства (1651) гетьман обіцяв «звільнити… всіх від повинностей і робіт». У подальшому він заявляв, що «непристойна і тяжка справа, коли хто силує неохочих до своєї віри».
(Від редакції. Слід зазначити, що історія Хмельниччини мала і трагічні сторінки. Так, після перших перемог при Жовтих Водах та під Корсунем загони селян та міських жителів свій соціальний гнів часто–густо спрямовували проти пересічних представників польського та єврейського населення. Брали в цьому участь і козаки (загони М. Кривоноса, І. Ганжі та ін.). Ці жорстокі та кровопролитні прояви народного гніву не могли не нести за собою тисячі жертв. Єдиного погляду на роль Богдана Хмельницького в цих подіях немає. Одні дослідники стверджують, що він, знаючи про масштаби кровопролить, намагався зупинити цю трагедію. Деякі джерела свідчать про гострі суперечки та конфлікти між гетьманом та М. Кривоносом і навіть про те, що гетьман мав намір судити останнього за жорстокі дії по відношенню до польського та єврейського населення. Деякі інші дослідники напряму звинувачують гетьмана у непротидії цим спалахам народного насильства.)