Обе стороны открыто готовились к новой войне.
Весной 1652-го Хмельницкий направил левобережные полки на север, чтобы не допустить вторжения войск Я. Радзивилла, а сам с силами запорожцев и правобережных полков двинулся навстречу 20-тысячной польской армии М. Калиновского, занявшей Подолию и расположившейся лагерем на берегу Южного Буга близ Батога. 22–23 мая украинские силы смяли передовые отряды противника и, овладев переправой через реку, окружили вражеский лагерь. Ночью в польском стане начался бунт против Калиновского, облегчивший Богдану Хмельницкому полное уничтожение сил врага. В бою погиб и гетман Калиновский.
Эта блестящая победа явилась реваншем за неудачу под Берестечком и возвращала стороны к паритету сил 1649 года, с той лишь разницей, что благодаря инициативной дипломатии Б. Хмельницкого, против Речи Посполитой уже готовились выступить Трансильвания, Московское царство и Швеция. Власть Б. Хмельницкого вновь распространилась на все украинское Приднепровье с прилегавшими к нему районами Подесенья, Подолии и Волыни. Гетман, не скрывая возможного присоединения к Московскому государству, предложил королю восстановить мир на условиях Зборовского соглашения. В этом же направлении действовала венецианская дипломатия, стремившаяся к примирению и объединению польских и украинских сил для борьбы с Турцией. Однако польская сторона этих условий не приняла.
Свое влияние на Молдавию гетман усилил заключением в 1652 году брака своего старшего сына Тимоша с дочерью молдавского князя В. Лупула Розандой. Но брак этот оказался недолгим. В Молдавии шла упорная борьба за власть и позиции Лупула были непрочными. Тимош дважды ходил в Молдавию на помощь тестю с казацкими полками. Во время второго похода в сентябре 1653 года в бою под Сучавой Тимош был смертельно ранен и на руках у товарищей скончался. Случилось это вскоре после рождения у них с Розандой двух сыновей-близнецов. Похоронили Тимоша с воинскими почестями в Суботове, в Михайловском соборе, в присутствии совершавшего поездку по Украине патриарха Антиохийского.
После гибели Тимоша наследником Богдана стал его младший сын Юрий, не отличавшийся особыми способностями. Вскоре были выданы замуж дочери гетмана. Старшая, Екатерина, стала женой Даниила Выговского, брата пользовавшегося полным доверием Б. Хмельницкого генерального писаря Ивана Выговского. Степанида вышла замуж за героя Освободительной войны полковника Ивана Нечая. С представителями казацкой старшины были обвенчаны и две младшие дочери гетмана.
В начале 1653 года поляки начали очередное наступление на Подолии, но командовавший местными казацкими войсками Иван Богун хорошо подготовился к обороне. Измотав противника упорной обороной, он решительным ударом конницы в тыл врага разбил поляков под Монастырищем в марте того же года. Осенью 1653 года новое польское войско во главе с Яном Казимиром снова встретилось с полками Б. Хмельницкого на Подолии, но крупного сражения не произошло: обе стороны, засев в укрепленных лагерях, не решались атаковать друг друга и с приближением холодов отступили вглубь своих территорий. При этом Ислам-Гирей, вновь выступивший на стороне Б. Хмельницкого, получив щедрые подарки от поляков, ушел в Крым.
Розанда Хмельницкая.
Для успешного продолжения войны гетману нужен был надежный союзник, которым могло быть только единоверное Московское государство. Контакты запорожских казаков с царями Московии имели вековую историю, начиная со времен Дмитрия Вишневецкого и Ивана Грозного. Сам Б. Хмельницкий с лета 1648 года поддерживал переписку с царем Алексеем Михайловичем. Москву регулярно посещали казацкие, а Киев и Чигирин — царские послы.
В мае 1653 года в Москве для обсуждения украинского вопроса собрался очередной Земский собор, который высказался за поддержку казаков и принятие их в царское подданство. Официально это решение было торжественно принято собором 1 октября 1653 года. В постановлении собора шла речь о принятии царем Алексеем Михайловичем гетмана Богдана Хмельницкого со всем Войском Запорожским и украинскими городами и землями «под свою государеву высокую руку» для обороны православной веры. Это фактически означало объявление войны Речи Посполитой.
О решении собора гетману сообщили царские послы, прибывшие в Чигирин в декабре 1653 года. Б. Хмельницкий незамедлительно ответил царю письмом, в котором от имени Войска Запорожского и всей Украины подтверждал готовность перейти в подданство к царю. В это время большое царское посольство во главе с боярином Василием Бутурлиным уже пересекло украинскую границу и 31 декабря 1653 года прибыло в Переяслав. 6 января 1654 года сюда приехали Б. Хмельницкий, большинство украинских полковников, представители казацкой старшины и православного духовенства, многочисленная шляхта и мещане, в том числе и киевские. Таким образом, представлены были все сословия православной Украины.