Простояв несколько недель под Соколом, поляки перенесли свой стан на реку Стырь и избрали обширное поле под Берестечком. Хмельницкий, все еще ожидая хана, упустил удобное время напасть на неприятеля, когда поляки проходили по болотистым местам и переправлялись через реку Стырь. Ислам-Гирей прибыл, наконец, со своей ордой; но на этот раз крымский хан шел на войну поневоле и только по приказанию турецкого султана. Ему невыгодно было нарушать Зборовский договор; ему хотелось, напротив, идти войной на Москву, с которой Хмельницкий, к досаде его, дружил. Между татарскими беями были враги, недоброжелатели Хмельницкого. 19 июня (29 по новому стилю) появились казаки и татары в виду польского войска. 20 июня, в два часа пополудни, началось сражение; и вдруг хан стремительно бросился в бегство; за ним побежали все его мурзы и беи. Это бегство до того поразило всех татар, что они, не будучи никем преследуемы, побросали в беспамятстве свои арбы с женами и детьми, больных и даже мертвых, в противность алькорану, запрещавшему оставлять правоверных без погребения. Хмельницкий поручил начальство полковнику Джеджалыку, а сам погнался за ханом, думая остановить его. Хан, остановившись в трех верстах от поля битвы, сказал Хмельницкому: «На нас на всех страх напал. Татары биться не будут. Останься со мной, подумаем. Завтра я пошлю своих людей помогать казакам». Но вместо того, на другой день он двинулся к Вишневцу и потащил за собой Хмельницкого. Писарь Выговский поехал просить хана освободить Хмельницкого; хан и его задержал. Таким образом, гетман с писарем очутились в плену у хана.
Поляки заняли все поле, где стояли татары, и начали теснить казаков. Джеджалык храбро отбивал натиски и отступил к реке Пляшовой. Здесь казаки сбили свои возы в четвероугольник: с трех сторон сделали окопы, а с четвертой большое болото защищало их лагерь. Десять дней выдерживали они неприятельскую пальбу, вступали с поляками в переговоры, но соглашались мириться с ними не иначе, как только на условиях Зборовского договора. Поляки знать этого не хотели, требовали совершенной покорности. Между тем в русском стане началась безурядица и смятение. Начальство перешло от Джеджалыка к полковнику Богуну. Между холопами на сходках стали ходить такие речи: татары разоряют край наш; выдадим королю старшину и будем свободны. Богун, услышавши эти толки, составил план устроить наскоро плотину и уйти с казаками. Ночью с 28 на 29 июня казаки свозили на болото возы, кожухи, шатры, кунтуши, мешки, седла, устроили три плотины и стали уходить отрядами один за другим, незаметно ни для поляков, ни для толпы холопов в своем стане. Утром, 29 июня, когда русские стали завтракать, вдруг кто-то закричал: «Братцы, все полковники ушли!» По всей массе пробежал внезапный страх; все бросились врассыпную; плотины не выдержали, и люди начали тонуть. Холопы метались в разные стороны и впопыхах стремглав бросались в реку. Поляки долго не понимали, в чем дело, и только спустя несколько времени бросились в казацкий лагерь и стали добивать бегущих. Митрополит Иоасаф удерживал бегущих и был убит каким-то польским шляхтичем.
Королю принесли его облачение и освященный меч.
После разгрома казацкого лагеря король распустил посполитое рушение и уехал в столицу, а регулярное (иначе кварцяное) войско двинулось на Украину уничтожать казачество, как поляки надеялись.
Хан продержал Хмельницкого до конца июля под Вишневцем и отпустил, вероятно взяв с него деньги в виде окупа, как сообщают о том польские источники. Хмельницкий, по своем освобождении, поехал прямо в Украину и, прибыв в местечко Наволочь, три дня и три ночи пил без просыпу. Тут начали сходиться к нему полковники с остатками растрепанных своих полков. Но никогда не показал Хмельницкий такого присутствия духа, такого мужества, неутомимой деятельности и силы воли, как в это ужасное время. Народ волновался, обвинял его. В народе было много недовольных за прежнюю потачку панам; сердились на него и за союз с татарами, которые разоряли край. В разных местах были мятежные сходбища, на которых думали выбирать иного гетмана. Хмельницкий на Масловом броде явился перед народным сборищем, успокоил толпу, уверял ее, что не все еще потеряно, что дела поправятся; собирал, одушевлял народ, пополнял полки, сносился снова с ханом, который опять обещал Украине помощь. В то же время Хмельницкий продолжал сноситься с московским правительством; к нему беспрестанно ездили разные подьячие и дети боярские; всем он говорил одно и то же о желании своем поступить под высокую руку православного государя. Но разом он и угрожал Москве, говоря, что если царь не примет его под свою руку, то казаки поневоле пойдут с поляками и крымцами на Московское государство. В минуты, когда гетман, любивший выпить, был навеселе, он говорил резко: «Я к москалям с искренним сердцем, а они надо мной насмехаются. Пойду и разорю Москву, хуже Польши!» В эти дни, к удивлению поляков, Хмельницкий вновь женился: третья жена его была Анна Золотаренко; брат ее сделан был нежинским полковником.