На початку червня 1651 р. 150-тисячна польська й 100-тисячна українська армії зустрілися під Берестечком. Хмельницький розташував свої війська на західному березі р. Пляшівки серед боліт. Табір мав форму квадрата довжиною і шириною на 7 верст. За три версти від нього стали 50 тис. татар Іслам-Гірея. Битва почалась 18 червня з традиційних рицарських поєдинків і невеликих сутичок. 19 червня козацьке військо й татари пішли в рішучий наступ. Поляки втратили майже 7 тис. вояків. Значних втрат зазнали й козаки. Бої відновилися о 8 годині ранку 20 червня наступом поляків і шквальним гарматним обстрілом бойових порядків козацьких полків і татарського табору на невеликому узвишші. Чимало татар було вбито, в тому числі й з найближчого оточення хана. Іслам-Гірей залишив поле бою і почав відступати. Хмельницького, котрий разом зі своїми охоронцями кинувся їх затримати, Іс-лам-Гірей силою забрав з собою.
Зоставшись без Хмельницького, козаки обрали гетьманом кропивнянського полковника Філона Джеджалія, а згодом Гладкого й продовжували боротьбу. Спроби короля Яна Казимира дипломатичним шляхом змусити козаків капітулювати були марними. Гладкий, знаючи бойовий настрій козацтва, погоджувався на мир лише на умовах Зборівської угоди. Він так організував оборону табору, що всі спроби поляків взяти його штурмом закінчилися безрезультатно. 10 діб оточені мужньо оборонялися. За цей час поляки впритул наблизилися до козацького табору, артилерія обстрілювала його з боку Пляшівки майже безупинно. Рада старшини вирішила вивести військо з оточення й відступати разом із усім табором. Вихід з ворожого кільця очолив Богун. Під його командуванням козаки вночі 30 червня збудували з возів, повстин, наметів, різного посуду й шмаття три переправи через р. Пляшівку та ближні болота. Вранці кіннота почала виходити з оточення. Однак в обозі пішла чутка, що козаки залишають се-ляк напризволяще. Почалась паніка, люди кинулися до переправ і розтоптали їх. До того ще й вдарила польська артилерія, пішли в атаку драгуни. Частина козацьких полків організовано відійшла на схід. Але багато козаків і селян потрапили s оточення окремими загонами й мужньо оборонялися до останнього подиху. На полі бою і в околицях Берестечка загинуло 50 тис. козаків.
Тоді як козаки билися під Берестечком, перейшли в рішучий наступ литовські війська гетьмана Радзивілла. Вони розігнали повстанців на Гомельщині, відтіснили загін Шохова і 26 червня завдали поразки Чернігівському полку під Ріпками. Полковник Небаба мужньо бився в перших лавах, втратив руку, але продовжував оборонятись, аж доки не впав під шаблями двох литвинів. Не захотівши втягуватися в тривалу облогу добре укріпленого Чернігова, Радзивілл повів війська на Київ. Київський полковник Антон Жданович безуспішно намагався зупинити наступаючих між Вишгородом і Києвом, але під тиском київської аристократії не наважився обороняти місто й відвів полк униз по Дніпру. 25 липня литовське військо вступило до Києва й понад місяць утримувало його, аж доки обстановка в Україні не почала змінюватися.
Поразка під Берестечком і втрата Києва завдали серйозного удару Україні. Але ні серед старшини, ні серед рядових воїнів та мирного населення не відчувалося зневіри чи розгубленості. Гладкий, Джеджалій і Богун не тільки відводили козацькі полки на схід, а й громили авангардні частини польської армії. На початку серпня 2 тис. козаків і 500 татар завдали поразки передовим частинам поляків під Таборівкою, відкинули їх і оволоділи Паволоччю. Такий планомірний відступ армії дозволив старшині організувати оборону придніпровських міст і містечок, яка вимотувала сили противника й завдала йому відчутних втрат. Жителі невеличкого містечка Триліси під Фастовом вчинили опір усій польській армії. 600 козаків три доби відбивали штурм за штурмом. Увірвавшись до міста, вороги не залишили живими ні жінки, ні дитини, а захопленого в полон непритомного від ран сотника Богдана посадили на палю. Вночі жителі викрали труп сотника й поховали його за християнським обрядом.
Однак Хмельницькому й старшині не пощастило перешкодити з'єднанню польського та литовського військ під Васильковом і зупинити їхнє просування. Козацькі полки зосередилися під Білою Церквою, яка була добре укріплена й забезпечена всім необхідним для тривалої оборони. Перші напади польсько-литовського війська на початку вересня козаки відбили. Тим часом до Білої Церкви прибували нові й нові загони добровольців. Штурмуючи Білу Церкву, 70-тисячна польсько-литовська армія не зчулась, як сама опинилася в оточенні 100-тисячної української армії і татар. Припинилася доставка харчів і фуражу, почалися хвороби й епідемії, від яких померло чимало вояків, у тому числі й Вишневецький. Одночасно активізувалися повстанці на Волині та Поділлі. Вони визволили частину Брацлавщини, здобули сильну фортецю Бар, штурмували Кам'янець-Подільський, увійшли у Фастів та інші населені пункти. Польсько-литовське військо опинилося в катастрофічному становищі.
Однак Хмельницький і його найближче оточення несподівано для всіх 5 вересня почали переговори з польським командуванням про мир. Дізнавшись про це, селяни обурилися. Вони 6 вересня оточили білоцерківський замок, де велися переговори, й почали його штурмувати. Козацька старшина з великими труднощами відбила напад, але не змогла захистити польських комісарів, коли вони виїхали з Білої Церкви. Повстанці перебили челядь і захопили дипломатів, Хмельницький силою придушив повстання, визволив бранців і нещадно розправився з призвідцями заворушення. Після того відновив переговори з коронним гетьманом Миколою Потоцьким, котрий вже збирався відводити війська. 18 вересня був підписаний Білоцерківський договір. За його умовами козацький реєстр скорочувався до 20 тис, чол. Козаки могли жити лише в Київському воєводстві. Польсько-шляхетським військам заборонялось дислокуватися на його території. Не вписані до реєстру козаки мали повертатись у підданство шляхти, яка перший час обмежила свої панські апетити збиранням податків лише з млинів і корчмів. Гетьман підпорядкувався польському королю та позбавлявся права зносин з урядами зарубіжних країн. Виборність гетьмана була скасована. Оголошувалася амністія українській шляхті, поновлювалися права православної церкви. Однак договір не влаштовував жодну із сторін: кожна з них розуміла хиткість миру й плекала надію надалі розв'язувати конфлікти за допомогою зброї.
5. Воєнні дії у 1652—1653 pp.
Протягом жовтня—листопада 1651 р. Хмельницький вивів війська з Чернігівщини ї Брацлавщини, склав реєстр і направив його на затвердження до Варшави. Проте польський сейм підмовився його схвалити. З часом Хмельницький переконався у власній неспроможності змусити народ прийняти тяжкі умови миру. Повернення шляхти до своїх маєтків супроводжувалося масовими виступами селян, міщан і козаків проти своїх недавніх ворогів. На гетьманські універсали про припинення свавільних дій мало хто звертав увагу. Полковники замість того, щоб їх виконувати, почали збирати під свої знамена всіх незадоволених. Страта Хмельницьким найбільш радикально настроєного полковника Лук'яна Мозирі мало зарадила справі. Почався масовий відхід української людності на Слобожанщину. Лише полковник Іван Дзиковський відвів на Слобожанщину понад 2 тис. козаків Чернігівського полку, їхній приклад наслідували також сотні сімей з Ніжинського, Миргородського, Полтавського та інших лівобережних полків, одержуючи на нових місцях всілякі пільги й привілеї. Це, в свою чергу, стимулювало нові хвилі переселення українців у межі Російської держави, що значно послаблювало воєнну могутність України.
На березень 1652 р. обстановка в Україні настільки загострилася, що могла перерости в загальне повстання як проти польської шляхти, так і українського гетьмана. Необхідні були термінові заходи, і Хмельницький вжив їх. 24 березня він розіслав по Україні універсали із закликом до полковників, осавулів і сотників готуватися до війни. Ініціаторів негайного виступу проти Речі Посполитої полковників М. Гладкого, С. Герасимова та кількох сотників старшинська рада присудила до смертної кари, і в березні вони були страчені. На чолі Переяславського, Черкаського, Чигиринського і Корсунського полків Хмельницький форсованим маршем непомітно наблизився до польського табору під горою Батіг між Південним Бугом і Собом, 22 травня козаки оточили, а вночі наступного дня наголову розгромили 20-тисячне польське військо. Сам гетьман Калиновський і його штаб полягли у битві. Це одна з найвидатніших перемог Хмельницького, яку сучасники порівнювали з перемогою карфагенського полководця Ганнібала над римською армією під Каннами. Одна частина козацького війська рушила на Кам'янець-Подільський, а інша на чолі з Тимошем Хмельницьким — на Молдавію. Наляканий таким розвитком подій, Лупул погодився виконати умови договору 1650 р. про видання Розанди заміж за Тимоша Хмельницького й розірвав зв'язки з Польщею. Щоб уберегтися від неминучої польської агресії, господарі Молдавії та Валахії направили у Москву посольства з проханням приєднати свої країни до Російської держави. Гетьман Хмельницький готував сили до повного визволення України.
Лише на кінець 1652 р. Польща оговталася від поразки. Проведене посполите рушення дало армії кілька десятків тисяч вояків, і в березні 1653 р. вона перейшла в наступ. Загони Стефана Чарнецького напали на Погребище, Немирів, Кальник, Коростишів та інші міста й захопили їх. Зустрівши організований спротив, Чарнецький відвів свої загоїти з контрольованої гетьманською адміністрацією території.
Одночасно в Молдавії підвело голови пропольськи настроєне молдавське боярство. Воно організувало змову, закликало на допомогу своїх однодумців з Валахії і Трансільванії й скинуло з престолу Лупула. На допомогу тестеві Хмельницький направив сина Тимоша з Вінницьким, Брацлавським і Уманським полками. 21—22 квітня 1653 р. козаки завдали поразки противникові і увійшли до Ясс.