Князь Семен Пожарский попал в плен к хану и был казнен. Также были обезглавлены или позднее умерли в татарском плену сын одного из предводителей Первого ополчения Лев Ляпунов, двое князей Бутурлиных и несколько командиров полков. Гибель дворянской конницы решающим образом подорвала боеспособность русского войска. Больше за время русско-польской войны оно не смогло осуществить ни одной успешной крупной наступательной операции.
9 июля Выговский и хан сняли осаду с Конотопа. В гарнизоне города к тому времени осталось лишь 2,5 тысячи человек. Трубецкой начал отступать, причем значительная часть стрельцов и солдат потонула во время переправы через реку. Остатки русской армии укрылись в Путивле. Там Выговский не стал их преследовать, все еще надеясь договориться с московским царем. Находившиеся вместе с украинским гетманом поляки рвались в бой, надеясь отомстить за пленение литовского гетмана Винцента Гонсевского. Но Выговский запретил им действовать с украинской земли. У него еще оставались наивные надежды, что царь Алексей признает самостоятельность Украины под польским протекторатом и дело закончится миром.
Украинское войско отошло к Гадячу, который так и не смогло взять. Там упорно оборонялся сторонник московской ориентации полковник Павел Охрименко. Хан с основной частью армии ушел в Крым. Отдельные татарские и казачьи отряды разграбили пограничные русские земли, населенные в основном выходцами с Украины. Выговский вернулся в гетманскую столицу Чигирин и собирался изгнать воеводу Шереметьева из Киева. Но Шереметев и товарищ воеводы князь Юрий Барятинский сожгли все местечки вокруг Киева, безжалостно истребив население. Вообще, насилия, чинимые населению Украины русскими войсками с самого их появления там, стали одной из главных причин перехода Выговского и казацкой старшины вместе со значительной частью рядовых казаков в польский лагерь.
Положение Выговского даже после победы под Конотопом оставалось непрочным. Многие казацкие полковники сохраняли ориентацию на Москву. К ним присоединился и нежинский полковник Василий Золотаренко. Вместе с протопопом Филимоновым они возглавили восстание против Выговского и в конце августа пригласили Трубецкого вновь вернуться на Украину с московским войском.
В городах и селах Левобережной Украины прошло избиение польских войск. Почти все города Левобережья отложились от Польши и вновь присягнули русскому царю.
В конце сентября на Украину наконец вернулось московское войско. 21 сентября на раде под Германовкой, недалеко от Чигирина, украинская старшина отвергла Гадячский договор. Выговский бежал под прикрытием отряда в тысячу поляков под командованием Андрея Потоцкого. Через несколько дней на новой раде под Белой Церковью Выговский отрекся от гетманства. Новым гетманом Украины был избран сын Богдана Хмельницкого Юрий.
На короткое время вся Украина вернулась под власть Москвы. Но это продолжалось недолго. В 1660 году после заключения польско-шведского мира в Оливах польские гетманы Стефан Чарнецкий и Павел Сапега разбили войска князей Долгорукого и Хованского в Белоруссии, заставив отступить их соответственно в Полоцк и Смоленск. На Украине в сентябре большое московское войско воеводы Василия Шереметева при поддержке казаков Хмельницкого предприняло наступление на Львов. Своим высокомерием и откровенным презрением к казакам Шереметев раздражал казацкую старшину и гетмана, а русские войска опять творили насилия на Украине.
Войско было большое, – 27 тысяч человек, да еще в 11 казачьих полках, подчинявшихся непосредственно воеводе, было примерно 15 тысяч человек. Но казаки не горели желанием проливать свою кровь вместе с «москалями». К тому же жалованье казакам платили обесценивавшимися на глазах московскими медными копейками. Юрий Хмельницкий с основной частью казацкого войска численностью до 40 тысяч человек выступил в поход на Польшу по Гончарному шляху. Шереметев же вместе с русской армией и приданными казаками шел Киевским шляхом.
Полякам стало известно о раздорах в неприятельском лагере. Польский коронный гетман Станислав Потоцкий и польный гетман Юрий Любомирский предложили Юрию Хмельницкому вернуться под власть короля. Потоцкий стоял с войском у Тарнополя, а Любомирский спешил ему на помощь из Пруссии. В соединенном польском войске было 12 пеших и 10 конных полков – всего более 30 тысяч человек. Шереметев рассчитывал встретить на Волыни одного Потоцкого и был очень удивлен, встретив здесь также войско Любомирского.
В лагере у Чуднова русская армия была осаждена поляками и подошедшей к ним на помощь 40-тысячной татарской ордой. Шереметев надеялся только на подход Хмельницкого, шедшего другой дорогой, чем московское войско.