На рассвете 17 сентября Шереметев повел свое войско на прорыв. В ходе боя русские и казаки потеряли несколько сотен человек убитыми. Полякам достались 400 телеги 9 пушек. Если верить летописи, отступление шло непрерывно весь день и всю ночь — лишь в 7 часов утра 18 сентября войска достигли города Чуднова. Однако уже через три часа появились поляки и заняли возвышенность, господствующую над городом, поэтому оставаться в Чуднове стало невозможно.
Шереметев приказал взять как можно больше съестных припасов, сжечь город и, отойдя на несколько верст, укрепиться. Русское укрепление (табор) имело вид треугольника. Вскоре появились ляхи и начали артиллерийский обстрел русского табора.
Между тем к месту сражения двигалось войско Юрия Хмельницкого. Поляки разделили свои силы: Потоцкий остался держать Шереметева, а Любомирский двинулся наперерез Хмельницкому и напал на него под Слободищами. В ходе встречного боя обе стороны понесли большие потери, но в целом результат был ничейный. Ночью после битвы Хмельницкий получил грамоту от Выговского с уговорами отлучиться от Москвы, «которой силы уже сокрушены, которая более не светит, а чадит, как погасающая лампада».
В туже ночь войско Любомирского отправилось на соединение с Потоцким. Хмельницкий же вместо преследования Любомирского остался под Слободищами и послал к полякам гонца с предложением начать переговоры о мире.
4 октября войско Шереметева пошло на прорыв, но, встретив войска Потоцкого и Любомирского, повернуло обратно. По польским данным, было убито около трех тысяч русских и казаков.
5 октября Хмельницкий прислал полякам свои новые предложения, в ответ его пригласили лично явиться к ним и принести присягу королю. 8 октября гетман приехал в польский стан. Поляки удивились, увидев сына человека, одно имя которого наводило на них ужас. Это был скромный темноволосый мальчик, молчаливый и неловкий, более похожий на монастырского послушника, чем на казацкого гетмана и знаменитого Хмеля.
На следующий день Юрий присягнул королю, а вечером того же дня отправил письмо в русский стан к Цецуре с объявлением, что мир с Польшей заключен и чтобы полковник следовал его примеру и перешел на сторону поляков. 11 октября Цецура прислал ответ. Он писал, что отделится от москалей, как только убедится, что гетман действительно находится у поляков. Юрий выехал на холм под гетманским бунчуком, и тут Цецура с двумя тысячами казаков (остальные остались в обозе) рванул из табора. Татары, решив, что это вылазка, бросились на них, поляки кинулись защищать перебежчиков, около двухсот казаков было перебито татарами, а остальные, цепляясь за польских всадников, достигли польского стана.
Уход казаков Цецуры серьезно ухудшил положение Шереметева. Помощи ждать было неоткуда, а между тем «от пушечной и гранатной стрельбы теснота была великая. С голоду ратные люди ели палых лошадей и мерли. Пороху и свинцу у них не стало». В таком положении Шереметев продержался еще 11 дней и 23 октября начал переговоры с поляками. В результате были подписаны следующие условия:
«1) царские войска должны очистить малороссийские города: Киев, Переяслав, Нежин, Чернигов, оставя в них пушки и всякие пушечные запасы, после чего беспрепятственно отступят к Путивлю, взявши с собою имение свое и казну царскую.
2) Войско Шереметева, сдавши оружие, все военные запасы и хоругви, остается в обозе три дня, а на четвертый выступает в города Ковно, Котельню, Паволоч и ближние места.
3) Шереметев с начальными людьми остается у гетманов коронных и у султана крымского, пока царские войска не выйдут из Киева, Переяслава, Нежина и Чернигова; им позволяется оставить при себе только сабли и иметь сто топоров в войске для рубки дров; когда упомянутые города будут очищены, то войско, под защитою королевских полков, отпустится к Путивлю, где будет ему возвращено все ручное оружие; дорогою русских ратных людей не будут ни грабить, ни побивать, ни в плен брать; пищу себе и лошадям вольно им будет покупать.
4) Казаки, оставшиеся в таборе Шереметева по уходе Цецуры, выйдут наперед из обоза, оружие и знамена повергнут под ноги гетманов коронных, и Москве нет до них никакого дела.
5) Шереметев с товарищами ручаются, что воевода князь Юрий Никитич Барятинский на все эти статьи согласится, приедет к гетманам и останется в них до очищения Киева, Переяслава, Нежина и Чернигова». Если он этого не сделает, то уговорные статьи войска Барятинского не касаются.
Шереметев немедленно отправил грамоты Барятинскому, стоявшему под Киевом, и воеводе Чаадаеву, находившемуся в Киеве, и просил их согласиться на Чудновский договор.
Князь Барятинский и не подумал капитулировать перед ляхами и написал Шереметеву: «Я повинуюсь указам царского величества, а не Шереметева; много в Москве Шереметевых!» Получив этот ответ, поляки решили задержать русское войско и воевод, поскольку главное условие — очистка малороссийских городов — не было выполнено.
В качестве награды за ратные труды поляки передали В. Б. Шереметева татарам. Те отвели боярина в Крым и поместили в кандалах в ханском дворце. Через три месяца по ходатайству Сефергазы-аги кандалы с него сняли и послали в «жидовский город» (видимо, имелся в виду Чуфут-Кале).
Видя, что московские воеводы и не думают сдавать Киев, поляки тайно отправили туда пана Чаплинского поднимать жителей против Москвы. Чаплинского в Киеве схватили и посадили под стражу, но тот сбежал и скрылся в монастыре, где игумен Сафонович сбрил у него усы и бороду, переодел монахиней и велел выпустить из города, когда монахини будут выгонять коров.
По наущению поляков Юрий Хмельницкий собрал в городе Корсунь раду для утверждения его гетманства. На раду прибыл и представитель польского короля знатный пан Беневский. На сей раз раду устроили не на майдане, как положено, а в большом доме. Там Беневский объявил, что ни одно из царских распоряжений не имеет больше силы, и при всеобщем восторге от имени короля вручил булаву Хмельницкому.
К вечеру Беневскому испортили настроение известием, что «чернь» бунтует: почему рада прошла в избе, а не на майдане, как всегда было, и нет ли в том какого злого умысла против Войска. Беневский велел Хмельницкому наутро созвать «черную» раду, чтобы тот при всех снова принял булаву. Гетман не хотел созывать «чернь» и отвечал: «Если пан воевода хочет черной рады, да еще во время ярмарки, то пусть знает, что погубит и себя, и меня, и полковников, и учинит смуту большую».
Поэтому Беневскому пришлось самому собрать еще одну раду на площади у церкви Святого Спаса. Собралось около 20 тысяч казаков. На раде Беневского поддержал языкастый казак Павло Тетеря. Он в свое время ездил в Москву, где, приветствуя царя Алексея, ставил его выше святого князя Владимира. Теперь же он вещал о страшных замыслах царя против казаков. Якобы он все это проведал, будучи в Москве. Оратор произвел сильное впечатление на слушателей. «Не дай нам, боже, мыслить о цари, ни о бунтах!» — говорили казаки. Через несколько минут Тетеря был избран войсковым писарем и ему передали войсковую печать. «Пан писарь! — кричали казаки. — Будь милостив, учи гетмана уму-разуму, ведь он молоденький еще! Поручаем его тебе, поручаем тебе жен, детей, имение наше!»
