Один из самых богатых торговых городов Речи Посполитой, Львов в то же время был хорошо укреплен, снабжен достаточным количеством пушек и снарядов; а гарнизон его подкрепился частью польских беглецов из-под Пилявиц. Но тщетно львовские городские власти умоляли Еремию Вишневецкого принять у них начальство; собравшаяся около него шляхта даже провозглашала его великим коронным гетманом. Он помог только устроить оборону и затем уехал; а предводительство здесь вручено было искусному в военном деле Христофору Гродзицкому. Население Львова, состоявшее из католиков, униатов, армян, жидов и православных русинов, вооружилось, собрало большие денежные суммы на военные издержки и довольно единодушно решило защищаться до последней крайности. Сами православные принуждены были скрывать свое сочувствие делу казаков и помогать обороне ввиду решительного преобладания и одушевления католиков. Скоро показались полчища татарские и казацкие; они ворвались в предместья и начали осаду города и верхнего замка. Но граждане мужественно защищались, и осада затянулась. Простояв здесь более трех недель, Хмельницкий, по-видимому щадивший город и уклонявшийся от решительного приступа, согласился взять большой окуп (700 000 польских злотых) и, поделив его с татарами, 24 октября снял свой лагерь. Калга-султан, обремененный добычей и пленниками, двинулся к Каменцу; а Хмельницкий с Тугай-беем пошел на крепость Замостье, которую и осадил своими главными силами; меж тем отдельные загоны татарские и казацкие рассеялись по соседним краям Польши, везде распространяя ужас и опустошение.
Нашествие казацких и татарских полчищ, а также слухи о враждебном настроении Москвы, вообще крайняя опасность, в которой очутилась тогда Речь Посполитая, заставили наконец поляков поспешить избранием короля. Главными претендентами явились два брата Владислава IV: Ян Казимир и Карл Фердинанд. Оба они находились в духовном звании: Казимир во время своих заграничных скитаний вступил в Орден иезуитов и потом получил от папы сан кардинала, по смерти же старшего брата принял номинально титул короля Шведского; а Карл имел сан епископа (Вроцлавского, потом Плоцкого). Младший брат щедро тратил свои богатства на угощение шляхты и на подкупы, чтобы добиться короны. Сторону его держали и некоторые знатные паны, например воевода русский Еремия Вишневецкий, его приятель воевода киевский Тышкевич, коронный подканцлер Лещинский и прочие. Но партия Яна Казимира была многочисленнее и сильнее. Во главе ее стоял коронный канцлер Оссолинский, к ней принадлежал и воевода брац-лавский Адам Кисель; ее усердно поддерживала своим влиянием вдовствующая королева Мария Гонзага вместе с французским послом, который уже составил план ее будущего брака с Казимиром. Наконец, за последнего объявило себя казачество, и Хмельницкий в своих посланиях к панам-раде прямо требовал, чтобы Ян Казимир был избран королем, а Еремия Вишневецкий отнюдь не был бы утвержден коронным гетманом, и только в том случае обещал прекратить войну. После многих споров и отсрочек сенаторы убедили королевича Карла отказаться от своей кандидатуры, и 17 ноября нового стиля, избирательный варшавский сейм довольно единодушно остановился на выборе Яна Казимира. Спустя три дня он присягнул на обычных pacta conventa. Эти ограничительные для короля условия, впрочем, на сей раз дополнились еще некоторыми: например, королевская гвардия не могла быть составлена из иноземцев и должна приносить присягу на имя Речи Посполитой.