Победа позволила приступить к правильной осаде Львова. Но осаду Хмельницкий повел вяло. Больше было пересылок парламентерами, чем ядрами. Богдан требовал капитуляции, при этом много оправдываясь и демонстративно высказывая свое неудовольствие союзником — русскими. Позднее польские послы в стане гетмана обратили внимание на то, что духовник гетмана, читая молитву, не упомянул царского имени.
Осада продолжалась весь октябрь. «Не надейтесь более на вашего короля Яна Казимира, — уговаривал Хмельницкий защитников Львова. — Об нем говорить нечего: уже шведский король овладел Краковом, а мы с ним вошли в братство и положили такой договор, что шведский король и московский царь с казаками в союзе все разом наступят на Польшу. Мы уже поделились. Король шведский держит то, что ему Бог дал, а нам помог Бог овладеть нашей русской землею, там мы за нее стоим и хотим, чтобы и волки сыты и овцы целы».
Гетман преувеличивал, подавая дело так, будто все противники Речи Посполитой навалились на нее в полном согласии между собой. На самом деле они рвали страну порознь, ревниво поглядывая друг на друга. Но вот «братства» с Карлом X Хмельницкий действительно искал. Подо Львовом к нему прибыли посланцы шведского короля, сообщившие о согласии Карла X признать Богдана правителем всей Украины. При этом король готов был заключить с гетманом союз, направленный как против Яна Казимира, так и против Алексея Михайловича.
Здесь же, подо Львовом, Ян Казимир поспешил опровергнуть заявления Хмельницкого, что «об нем, короле, говорить нечего». К казакам приехал королевский посланник Станислав Любовицкий. Горькие уроки многому научили короля. Он изъявил согласие пойти на значительные уступки. Но Хмельницкий отказался вернуться в подданство. В беседах с Любовицким гетман заговорил о полной самостоятельности Украины, для чего приводил в пример испанского короля, даровавшего суверенные права Голландии. При этом стороны делали вид, будто Переяславльского договора не было вовсе.
Поведение Хмельницкого свидетельствовало, что одной только Рады, жалованных грамот и взаимных обещаний было слишком мало для прочного политического единения. Оно должно было прорастать годами, видимыми выгодами, которые раньше, до принятия подданства, представлялись бесспорными, а после стали сомнительными. В итоге, как только ситуация изменилась и для гетмана со старшиной открылись новые перспективы, все вновь заколебалось. Иным показалось, что с началом Первой Северной войны плата подданством царю за освобождение от короля слишком большая и надо искать новых выгод; другие готовы были удовлетвориться покладистостью короля и шляхты и вернуться в прежнее подданство. Старшину залихорадило: то были симптомы страшной болезни, которая подтачивала единство и вскоре привела к пагубному для судеб Украины расколу. Правда, присутствие старого гетмана не давало пока болезни обостриться. Авторитет Хмельницкого был столь высок, что амбициозное окружение гетмана терпеливо ожидало именно его решения.
Несомненно, что в эти недели Хмельницкий колебался. Не поспешил ли он с подданством царю? Не слишком ли связал себя? Но он был достаточно опытным политиком, чтобы принимать поспешные решения. Легко было оборвать непрочные узы, соединившие его с царем. Но что это даст ему, казачеству, Украине? Хмельницкий слишком хорошо знал цену королевских обещаний. Не торопился он довериться и королю Карлу X. Сколь ни соблазнительным казался статус независимого владыки, старый гетман искал для своей власти прочного основания и покуда предпочел следовать прежним курсом.
Тесное общение с поляками, тем не менее, отразилось на отношениях с царскими воеводами. Сразу повеяло холодом. Старшина принялась обвинять царских воевод и начальных людей в невежестве и гордыне. Воеводы, в свою очередь, с растущим недоверием взирали на частые пересылки казаков с поляками и выискивали признаки измены. Все это не ускользнуло от внимания поляков. Комендант Львова писал: «Я удостоверился собственными глазами, что между москвитянами и казаками нет согласия и ладу. Сам Хмельницкий мне сказал, что не хочет знать Москвы: она очень груба».
Весть о появлении в тылу крымских татар, союзников польского короля, дала основание Хмельницкому отказаться от осады Львова. Царские полки двинулись следом за казаками. Шли порознь. Порознь и отбивали наскоки татар, которые, впрочем, пока не очень упорствовали — добыча была явно им не по зубам. Наконец в начале ноября у местечка Озерное Мухаммед-Гирей со своей стотысячной ордой попытался остановить русско-украинское войско. Сражение окончилось поражением хана. Он принужден был уйти с Украины, подписав с Хмельницким договор о мире.