Король отдал приказ начать массированный артиллерийский обстрел лагеря Хмельницкого и бросил в атаку реестровых казаков Вишневецкого. Последние сумели дойти непосредственно до лагерных укреплений, но отступили после контратаки. Хмельницкий, в свою очередь, попытался развить этот успех, но его дальнейшее продвижение было остановлено ландскнехтами.
Поляки начали сильный артиллерийский обстрел татарских позиций. В результате обстрела погиб Туган-бей, а оставшийся единственным командующим татарских сил Ислам-Гирей увел их с поля битвы. Когда гетман бросился за ним вдогонку, то был пленен Ислам-Гиреем и сумел осовободиться только через несколько дней после уплаты большого выкупа.
Ян Казимир сумел в полной мере воспользоваться изменой Ислам-Гирея и пленением последним Хмельницкого – через несколько дней оставшееся без твердого руководства гетманское войско терпит поражение.
Хмельницкий потерял в этом неудачном сражении около 10 тысяч казаков и 25 тысяч ополченцев, потери поляков были примерно втрое меньше.
Из-за поражения под Берестечком Хмельницкий был вынужден (пользуясь недостаточностью сил гетмана, в августе войска Януша Радзивилла заняли Киев) подписать 18 сентября в Белой Церкви новое мирное соглашение, согласно которому он терял даже зафиксированные Зборовским соглашением привилегии казачества. Более того, гетману договором запрещалось самостоятельно вести любые международные переговоры, что было специально сделано для недопущения помощи со стороны Москвы.
Как и ранее, гетман воспользовался полученной передышкой и начал подготовку к новому этапу освободительной борьбы, который вскоре и наступил. Весной Хмельницкий собирался отправить в Молдавию отряд под командованием своего сына Тимофея (Тимоша), чтобы добиться от молдавского господаря выполнения ранее заключенного договора и отказаться от союза с Речью Посполитой. Узнав об этом, польское войско (12 тысяч шляхетской конницы, 8 тысяч европейских наемников, которые подразделялись на 8 полков и 30 тысяч обозной прислуги) под командованием гетмана Калиновского встало заслоном в урочище Батог между реками Южный Буг и Соб. Следует отметить, что Калиновский изначально крайне неудачно расположил свое войско, лишив его возможности маневрирования – спереди был глубокий Южный Буг, сзади гора Батог, фланги были сжаты лесистой и заболоченной местностью.
Хмельницкий быстро собрал войско (Чигиринский, Черкасский, Переяславский и Корсунский полки, в каждом из которых было примерно по 3 тысячи всадников) и двинулся навстречу Калиновскому. По пути к нему присоединился отряд крымских татар из 4 тысяч всадников и ногайских из 14 тысяч. Ногайцев гетман сразу направил на юг от расположения Калиновского с задачей нанести ему удар в тыл.
Когда 1 июня гетман подошел к польскому расположению, то применил свой излюбленный полководческий прием – имитацией беспорядочного панического отступления заманить противника в засаду и нанести сокрушающие удары по флангам и в тыл.
Когда отряд из казацкой и татарской конницы бежал после артиллерийских залпов поляков, то Калиновский начал преследование, оставив в лагере лишь незначительное прикрытие. Воспользовавшись этим, казацкая конница ударила с тыла по лагерю и начала прорыв укреплений. Когда известие об этом дошло до Калиновского, он немедленно развернулся для защиты лагеря. Однако сделано это им было поспешно, без оставления прикрытия, что предоставило возможность Хмельницкому нанести по уходящей польской кавалерии удар с тыла. Вследствие этого контрудара поляки понесли огромные потери прежде, чем сумели скрыться за лагерными укреплениями, которые были вскоре окружены гетманским войском.
Кроме того, Тимош Хмельницкий уничтожил отдельный отряд польской кавалерии, высланный Калиновским в направлении Ладыжина (немногие спасшиеся, рассказывая в ужасе о случившемся, в несколько раз преувеличивали силы повстанцев).
Польские войска были полностью деморализованы, и рано утром шляхетская конница предприняла попытку покинуть Калиновского. Командующий в ответ приказал открыть по ней огонь европейским наемникам, и в его войске началось междоусобное сражение.
В это время Хмельницкий отдал приказ на штурм лагеря, который был проведен одновременно по нескольким направлениям. Шляхетская конница бежала практически без сопротивления и была при преследовании почти полностью уничтожена. Также были убиты вместе с Калиновским и немногие оставшиеся ему верными шляхтичи, которые ценой своей жизни пытались спасти польского гетмана.
В отличие от шляхетской кавалерии, ожесточенное сопротивление атаковавшим оказали европейские наемники, имевшие богатый опыт недавно окончившейся Тридцатилетней войны. Все их восемь полков сгруппировались и отразили первую атаку казацкой конницы. Но вторая атака, которая была проведена вместе с кавалерией Ислам-Гирея, смяла защиту ладскнехтов, которые, отказавшись от сдачи, полегли до единого человека.