Польская армия отступила к мощному замку — Збаражу. Общее командование было поручено Иеремии Вишневецкому. 13 июня прошел первый штурм Збаража. Казаки целый день атаковали поляков, неся большие потери, но взять замок с ходу не смогли. «Вокруг польского вала велел гетман насыпать вал более высокий и поставил на него свои пушки, палил из них в лагерь неприятеля, тогда, как говорит один польский летописец, «дерлось хлопство на польские окопы как смола, а татарские стрелы, летая кривыми лучами, затмевали солнце». Ночью поляки подняли свои окопы выше, но и Хмельницкий поднял свои выше, так, что не только из пушек, но уже из самопалов можно было бить в польский лагерь. Вал казацкий был так высок, что как только кто из польского лагеря выставлял голову, в сей час его убивали; кроме того, врывались казаки в окопы и забирали возы со всеми припасами и хватали солдат в неволю. Один из них, бывший тогда под Збаражем, говорит: «В тот час брат брату не смел подать помощь; ксендзы не могли готовить воинов к смерти. Хуже казацкой пальбы докучала им жара, теснота, гниение трупов и голод. Припасы были все истреблены; ничего не можно было достать за любую цену. Паны отвыкли уже от своих роскошных пиров, а кормились конским мясом, а когда и того не стало, кормились собаками, котами и мышами или грызли сырую землю; вода еще была, но с червями и сукровицей из трупов». Кроме того, дразнились и насмехались над ними хлопы, сидя на валах — когда, панове, будете вы собирать налог с Украины. Уже год, как мы вам ничего не платили, а тут кони ржут, волы топочут, на ярмарку во Вроцлав хотят. Эй, панове, годи вам в ваших норах дольше держаться, только зря кунтуши поваляли, лазячи по валам. Ведь все это наше, да и вы сами попадете в добычу татарам. Это вам посессии, аренды, панщины, издевательства! Хорошая вам была тогда музыка, а теперь вам так славно сыграли в дудки казаки!»
Хмельницкий приказал рыть ночами траншеи к польским ретраншементам и прижал шляхтичей к самым стенам замка. Поляки неоднократно посылали гонцов к королю с просьбой о помощи, но их перехватывали казаки. Наконец шляхтич Скшетуский, переодевшись казаком, со всяческими ухищрениями добрался до короля, собиравшего «посполитое рушение». Ян Казимир «отобрал у Хмельницкого булаву» и выступил с собранными войсками на помощь осажденным и дошел до Зборова. Б. Хмельницкий, забрав часть казаков, вместе с ханом и татарами пошел на короля, оставив Збараж в осаде.
Казаки находились в лесу под самым боком королевского обоза, когда поляки начали переправу через реку Стрыну. Уже переправилась половина войска, когда на короля ударил Хмельницкий. Поляков полегло много, и среди них многие представители знатных родов. Поляки продержались до ночи, но надежд на спасение было мало. Ночью на военном совете было решено подкупить крымского хана: к нему был отправлен пленный татарин с письмом короля. Хан Ислам-Гирей «отступился от Хмельницкого и под угрозой объединения татар с поляками вынудил гетмана заключить с королем Зборовский мир — в августе 1649 года. М. Грушевский писал: «Конечно, при тех условиях, при каких пришлось вести переговоры, нечего и думать было о широких планах освобождения украинского народа, для которого начата была война; приходилось возвращаться к старым вопросам казацкого реестра и прав православной веры. Если рассматривать Зборовский договор с такой более узкой точки зрения, то он был большим шагом вперед. Реестр казацкого войска устанавливался в 40 тысяч, вписанные в него казаки и их семьи могли жить в королевских и помещичьих имениях воеводств Киевского, Черниговского и Брацлавского, не подчиняясь ни правительственной администрации, ни помещикам. В этих краях не могло быть расквартировано польское войско и даже не могло входить туда. Казацкий гетман получал на «булаву» староство Чигиринское. Уния подлежала уничтожению повсеместно.
Это было очень много в сравнении с тем, о чем думал Хмельницкий год тому назад, после первых погромов польского войска. Но это было ничто в сравнении с новыми планами освобождения украинского народа. Хотя вся Восточная Украина должна была перейти, по новому условию, под власть казацкого гетмана и казацкого войска, однако шляхетское право не уничтожалось, громадное большинство населения, не попавшие в состав реестрового казачества, должно было возвратиться в крепостное состояние. Не того ждало украинское крестьянство, поднимаясь на призывы послов Хмельницкого».
Крымский хан, получив ежегодную дань в 90 000 польских злотых и 100 000 сразу, погромив украинские земли, ушел домой. Король вернулся в Варшаву, Хмельницкий, сняв осаду со Збаража, отошел к Белой Церкви.
Зборовский договор не был выполнен ни поляками, на тайном совете решивших дезавуировать его, ни казаками — не так-то легко было ослепленных гордостью панов польских научить простому человеческому разуму. Новая война между казаками и поляками была неминуема.