Попытка татар развить успех и напасть на осаждавшую Конотоп армию Трубецкого была пресечена действиями русской артиллерии. Вместе с тем с появлением в тылу Трубецкого сильной польско-татарской группировки стратегическая обстановка в районе Конотопа изменилась. Далее осаждать Конотоп, имея в тылу многочисленного неприятеля, стало бессмысленным. Трубецкой решился на прорыв. По реконструкции событий, проделанной военным историком В. Каргалововым, воевода Алексей Трубецкой применил тактику гуляй-города: он приказал войскам передвигаться в кольце обозных телег, которые сомкнувшись, образовывали своего рода подвижные крепости. Под прикрытием обоза пешие солдаты ружейным и пушечным огнем отражали наскоки татарской конницы, а из проемов между телегами татар контратаковали отряды дворянской кавалерии. В результате полки солдат, рейтаров и дворянской конницы в полном порядке переправились на правую сторону Сейма и укрылись в крепости Путивль.
Несмотря на то, что Москва проиграла битву при Конотопе, ее последствия оказались трагичными для Выговского. Авторитет мятежного гетмана, легитимность избрания которого на пост гетмана после смерти Богдана Хмельницкого изначально оставалась под сомнением, стремительно падал. Собственно, сражение под Конотопом являлось попыткой военными мерами укрепить политическую и личную власть Выговского, которую отказывалось признавать население Левобережной Украины.
Результат оказался прямо противоположным. Сразу же после отступления Трубецкого в Путивль на Украине разгорелись крестьянские и городские восстания. Народный гнев подпитывали действия крымских татар, которые беззастенчиво грабили украинские поселения, уводили в рабство украинских и русских женщин и детей.
Почти одновременно с развитием событий вокруг Конотопа запорожский кошевой атаман Иван Серко напал на ногайские улусы. А в начале года донские казаки организовали на реке Самаре, начинающейся на территории современного Донбасса, засаду и перерезали дорогу трехтысячному отряду татар во главе с Каябеем, спешившим на соединение с Выговским.
Все эти события заставили крымского хана оставить Выговского и уйти с основными силами в Крым. Вскоре к восставшим против Выговского городам Ромны, Гадяч, Лохвица присоединилась усмиренная Выговским в предыдущем году Полтава. Против Выговского выступили некоторые духовные лица: Максим Филимонович, протопоп из Нежина, и Семен Адамович, протопоп из Ични.
К сентябрю 1659 года присягу «белому царю» приняли полковник киевский Иван Екимович, переяславский Тимофей Цецюра, черниговский Аникей Силин.
Очень скоро казаки киевского, переяславского и черниговского полков, а также запорожские казаки под командованием Ивана Серко, выдвинули кандидатуру нового гетмана — Юрия Хмельницкого. На казацкой раде в местечке Гармановцы под Киевом состоялось избрание нового гетмана. В Гармановцах были зарублены послы Выговского, Сулима и Верещака, которые чуть ранее подписали Гадячский договор. Выговский с рады в Гармановцах бежал.
В октябре 1659 года казацкая рада в Белой Церкви окончательно утвердила Юрия Хмельницкого в роли нового гетмана Украины. Выговского принудили отречься от власти и официально передать гетманские клейноды Хмельницкому. Вскоре Выговский бежал в Польшу, где позже был казнен по обвинению в нелояльности польской королевской власти.
После очередного избрания в 1659 году Юрий Хмельницкий подписал новый договор с Русским царством, который существенно ограничивал власть гетманов.
Русско-польская война 1654–1667 годов, эпизодом которой являлась Конотопская битва, в итоге закончилась Андрусовским перемирием, повлекшим за собой раздел Гетманщины по Днепру на Правобережную и Левобережную. Мартовские статьи, гарантировавшие целостность Гетманщины, де-факто были перечеркнуты и забыты русским царем.
Юрий Хмельницкий
Новый гетман, как и его предшественники, тоже попытался выступить против России. Вот как это произошло. В 1660 году боярин В.В. Шереметев выступил с большим отрядом из Киева против Польши. Юрий должен был принять участие в этом походе и шел с казаками за русским войском. Под местечком Чудиновом Шереметев был разбит и взят в плен татарами, которые на этот раз помогали полякам. Затем поляки с татарами двинулись против гетмана и осадили его под Слободищами. Опасаясь за свою жизнь, Юрий после трехнедельной осады, решил сдаться полякам на условиях Гадячского договора. В Корсуне была созвана Рада, которая подтвердила условия этого, так называемого Чудновского договора, а Юрий принес присягу на верность королю перед польским комиссаром Беневским, влиянию которого он с этой поры и подчинился.