Бойові дії затягувались, в польській армії спалахнула епідемія, від якої помер заклятий ворог Б. Хмельницького й козаків Є. Вишневецький. Потоцький у паніці писав королю, що оволодіти козацьким табором неможливо. По всі Київщині розгорілася партизанська війна, й гетьман Радзивілл мусив залишити Київ, знову зайнятий козаками місцевого полку. За таких умов у польському стані взяла гору лінія А. Кисіль, що прагнув найшвидшого завершення війни шляхом переговорів. Миру потребувала й українська сторона, бо відносини з Кримом було розірвано й Іслам-Гірей кожної миті міг ударити в тил. 18 вересня 1651 року було укладено Білоцерківський мир на важких умовах для української сторони: козацький реєстр належало скоротити до 20 тисяч; шляхті поверталися її маєтки; Військо Запорізьке могло перебувати лише в Київському воєводстві, а до найважливіших українських міст передбачалося введення польських гарнізонів.

Приймаючи принизливі умови, гетьман і не думав миритися з поразкою. Козаки й селяни не збиралися підкорятися польській шляхті, проти польських військ усюди розгорталася боротьба. Сам Хмельницький, викликаючи невдоволення короля, розвивав стосунки з Москвою, Трансільванією і Швецією, фактично не виконував зобов’язання скоротити козацьке військо й ліквідувати полкову організацію. Польський сейм, що зібрався у Варшаві у лютому 1652 року, не затвердив умови Білоцерківського миру, юридично розв’язавши Хмельницькому руки.

Обидві сторони відкрито готувались до нової війни. Навесні 1652-го Хмельницький спрямував лівобережні полки на північ, щоб не допустити вторгнення військ Я. Радзивілла, а сам із запорожцями та правобережними полками рушив на зустріч 20-тисячній польській армії М. Калиновського, що зайняла Поділля й отаборилася на березі Південного Бугу біля Батога. 22 – 23 травня українські сили зім’яли передові загони противника й, оволодівши переправою через ріку, оточили ворожий табір. Уночі в польському стані почався бунт проти Калиновського, що допомогло Богданові Хмельницькому остаточно знищити ворога. У бою загинув і гетьман Калиновський.

Ця блискуча перемога стала реваншем за невдачу під Берестечком і повернула сторони до паритету сил 1649 року, із тією лише різницею, що завдяки ініціативі дипломатії Б. Хмельницького проти Речі Посполитої вже готувалися виступити Трансільванія, Московське царство і Швеція. Влада Б. Хмельницького знову поширилася на всю Наддніпрянщину з прилеглими до неї районами. Гетьман, не приховуючи можливого приєднання до Московської держави, запропонував королю поновити мир на засадах Зборівської угоди. У цьому ж напрямі діяла венеціанська дипломатія, що прагнула примирення та об’єднання польських та українських сил для боротьби з Туреччиною, Однак польська сторона цих умов не прийняла.

Свій впив на Молдавію гетьман підсилив укладеним у 1652 році шлюбом свого старого сина Тимоша з дочкою молдавського князя В. Лупула Розандою. Та шлюб виявився не тривалим. У Молдавії йшла запекла боротьба за владу, й позиції Лупула були неміцними. Тиміш двічі ходив у Молдавію на допомогу тестеві з козацькими полками. Під час другого походу у вересні 1653 року в бою під Сучавою Тиміш був смертельно поранений і на руках у товаришів помер. Трапилось це невдовзі після народження у них з Розандою двох синів-близнюків. Поховано Тимоша з військовими почестями в Суботові, у Михайлівському соборі, у присутності патріарха Антіохійського, що перебував на той час в Україні. Після загибелі Тимоша спадкоємцем Богдана став молодший син Юрій, що не відрізнявся особливими здібностями. Незабаром були видані заміж дочки гетьмана. Старша, Катерина, стала дружиною Данила Виговського, брата генерального писаря Івана Виговського, що користувався повною довірою Б. Хмельницького. Степанида вийшла заміж за героя Визвольної війни полковника Івана Нечая. З представниками козацької старшини були повінчані і дві молодші дочки гетьмана. На початку 1653 року поляки почали черговий наступ на Поділля, але Іван Богун, що командував місцевими козацькими військами, добре підготувався до опору. Виснаживши противника завзятою боротьбою, він рішучим ударом кінноти в тил розбив поляків під Монастирищем у березні того ж року. Восени 1653 року нове польське військо на чолі з Яном Казимиром знову зустрілося з полками Б. Хмельницького на Поділлі, та великого бою не відбулося: обидві сторони, засівши в укріплених таборах, не зважувались атакувати один одного, і з наближенням холодів відійшли вглиб своїх територій. При цьому Іслам-Гірей, що знову виступив на боці Б. Хмельницького, отримавши щедрі подарунки від поляків, рушив до Криму.

До успішного продовження війни гетьману потрібен був надійний союзник, яким мусила стати Московська держава. Контакти запорізьких козаків із царями Московії мали вікову історію, починаючи з часів Дмитра Вишневецького та Івана Грозного. Сам Б. Хмельницький з літа 1648 року підтримував листування з царем Олексієм Михайловичем. Москву регулярно відвідували козацькі, а Київ і Чигирин – царські посли.

У травні 1653 року в Москві для обговорення українського питання їх у царське підданство. Офіційно це рішення було врочисто прийнято собором 1 жовтня 1653 року. У постанові собору йшлось про прийняття царем Олексієм Михайловичем гетьмана Богдана Хмельницького з усім Військом Запорізьким з українськими містами й землями „під свою государеву високу руку” для оборони православної віри. Це фактично означало оголошення війни Речі Посполитій.

Про рішення собору гетьмана повідомили царські посли,