1556 року князь, який бачив, що польський король прагне замирення з ханом, висилає до московського царя Івана Грозного посланців із пропозицією стати на службу до православного володаря. Після поразки на Січі Д.Вишневецький подається до Москви. Цар віддав князю “на кормление” місто Бєлєв з волостю, й ще декілька селищ. А вже на початку 1558 року наш герой на чолі п’ятитисячного загону прибув на Дніпро. Хан відійшов за Перекоп, бажаючи там відсидітися. Дуже скоро князь зрозумів, що цар бачить в ньому лише зручну зброю, якою можна приборкати татар. Крім того, московити вступили до Ливонії й посварилися з Литвою. Д.Вишневецький не бажав зовсім розривати відносини з Річчю Посполитою й став діяти обережніше. 1559 року навесні князь з’являється з п’ятьма тисячами козаків й стрільців на Дону; за планами Москви він повинен був через Азов вдертися до Криму. Становище для хана було загрозливим — страшний голод охопив увесь Крим. Але цар “охолонув” до справ кримських, у найближчі роки він все більше уваги приділяв утриманню завойованих ним ханств — Казанського й Астраханського. До того ж Ливонська війна (1558—1583) з кожним місяцем забирала дедалі більше сил, сусіди Московії — Річ Посполита, Швеція й Данія зовсім не бажали утвердження московитів на берегах Балтики.
Знову князь залишився фактично на самоті. Він повертається в Україну. І.Грозний, лаючи Д.Вишневецького на словах, жалкував, що такий вправний воїн його залишив. Російський історик Сергій Соловйов наводить такі дані — гінцю “Клобукову наказано было разведать: “Как приехал князь Дмитрий Вишневецкий на королевское имя, то король ему жалованье дал ли и живет при короле ли, и в какой версте держит его у себя король?..”
У грудні 1562 року після аудієнції в польського короля на сеймі в Любелі князь познайомився з відомим авантюристом Ольбрехтом Лаським. Останній підмовив Д.Вишневецького втрутитися у боротьбу за престол господаря в Молдавії. Розпочався фінальний, трагічний акт життя князя- лицаря. Дорогою спільники посварилися, О. Ласький повернувся до Польщі, а Д.Вишневецький із загоном у 500 козаків потрапив до пастки біля річки Серет. Ставленик султана Штефан IХ оточив запорожців. Декілька годин вони, за табором, укріпленим возами, витримували атаки ворогів. Частині козаків удалося вирватися з оточення. Але князь, важко хворий на той час (давалися взнаки колишні поранення та загадкове отруєння, отримане в Москві саме перед поверненням в Україну), був знайдений молдавським селянином у стогу сіна. Господар видав Д.Вишневецького султану Сулейману II.
Страта 1563 року козацького ватажка в Стамбулі перетворилася на страшну, жорстоку розправу. Згодний краще прийняти мученицьку смерть, аніж іслам, князь мужньо лаяв султана, лихословив над його оточенням. Султан наказав повісити його на гак, вмурований у стіну палацу. За легендою, турок-стрілець не витримав знущань над знекровленим князем й поцілив в нього з лука. Цей трагічний кінець улюбленого українським народом захисника свободи й віри, забарвлений численними переказами й легендами, оспіваний в народних піснях і баладах:
“Ой як крикнув цар на свої гайдуки:
“Візміть Байду і зв’жіте,
На гак ребром зачепіте,
Ой висить Байда та й не день,
Не одну нічку та й не годиночку...”
Історики завжди сперечалися, ким же був Дмитро Вишневецький? Чи литовським і московським кондот’єром (найманцем) і шукачем пригод, як вважав відомий французький дослідник Шанталь Лемерсьє-Келькеже, чи захисником України від ворогів? Безперечно, він був таки справжнім патріотом своєї землі, захисником православної віри, не зрадив їй навіть під страшними тортурами.
Загинув Д.Вишневецький не марно. Він, за словами М.Грушевського, став “історичним патроном Запорізької Січі... і блискучим, променистим метеором перелетів через українське життя”. Його наступники на ниві звитяги, в першу чергу, Северин Наливайко, Самійло Кішка, Петро Конашевич-Сагайдачний, Богдан Хмельницький, йшли вже по прокладених шляхах славного Байди, князя Дмитра Івановича Вишневецького.