Для істориків завжди лишалося загадкою, чому Хмельницький, який на той момент міг знищити Річ Посполиту, вирішив пристати на цю пропозицію й повернутися на Наддніпрянщину. Вочевидь, він усе ще сподівався змінити політичну систему Речі Посполитої так, щоб вона могла задовольняти козацтво. До того ж голод і чума вже позначилися на його військах, як і на населенні України в цілому. На початку січня 1649 р. Хмельницький повертається до Києва на чолі переможного війська.
Ускладнення між повстанцями. Навіть після перемог Хмельницького стосунки між поляками та українцями лишилися нез'ясованими. Хоч гетьман усе ще не вирішив розірвати зв'язки з Річчю Посполитою, він знав, що його послідовники рішуче настроєні проти повернення до стану, який існував у 1648 р. Зі свого боку поляки, готові надати незначні поступки козакам, все ж наполягали на поверненні українців під панування шляхти. Ця безвихідь спричинилася до повторення певної моделі подій: з року в рік обидві сторони воювали між собою, але не в змозі завдати одна одній рішучої поразки, вони закінчували виснажливі кампанії підписанням незадовільних для себе угод, після чого верталися додому, щоб вести військову і дипломатичну підготовку до наступної війни.
Навесні 1649 р. в наступ пішли поляки. З Волині йшли їхні основні сили - 25 тис. на чолі з самим королем Яном Казимиром, а через Галичину під командуванням сумнозвісного Яреми Вишневенького рухалося 15-тисячне військо. Вдавшись до своєї звичайної тактики швидкого обманного маневру, Хмельницький і його союзник хан Іслам Гірей 80-тисячним військом обложили Вишневецького у фортеці Збараж. Коли на допомогу Вишневецькому поспішив польський король, Хмельницький раптовим маневром напав на армію Яна Казимира під Зборовом і оточив її. Але якраз коли поляки от-от мали зазнати поразки й під Збаражем і під Зборовом, татарський хан зрадив гетьмана. Підкуплений поляками й побоюючись зміцнення українців, Іслам Гірей відвів своє військо й поставив перед Хмельницьким вимогу укласти угоду з польським королем. За таких обставин гетьманові не лишалося нічого іншого, як погодитися. 18 серпня 1649 р. було підписано Зборівський мир. За ним реєстр установлювався в 40 тис. козаків, польському війську та євреям заборонялося перебувати на Київщині, Чернігівщині та Брацлавщині, де урядові посади дозволялося займати лише козацькій старшині та православній шляхті, а православному митрополитові обіцялося місце в польському сенаті. Хоча всім учасникам повстання дарувалася амністія, більшість селян мали повернутися у кріпацтво. Польській шляхті в свою чергу, навпаки, дозволялося повертатися до своїх володінь. Лише тиск татар змусив Хмельницького піти на цю невигідну угоду, котра викликала широке невдоволення по всій Україні. Але оскільки поляки вважали, що поступилися надто великим, а козаки були переконані, що отримали замало, ця угода так і не була повністю виконана. Зборівський мир висвітлив ті внутрішні й зовнішні проблеми, на які мав зважати Хмельницький. Те, що інтереси селянства фактично проігнорували у Зборові, не було випадковим недоглядом. Хоч Хмельницький і більшість його полковників, а також багато реєстрових козаків хотіли покращити долю селянства, вони не мали намірів цілковитого знищення кріпацтва. Для козацької верхівки, включаючи Хмельницького, це б означало підрив тієї соціально-економічної системи, в якій вони посідали помітне місце. Відтак уже в Зборові виник конфлікт між козацькою старшинською верхівкою та черню. З часом він розвинеться у фатальну ваду козацького устрою, що формувався на Україні.
Іншою великою проблемою були взаємини з кримськими татарами. Розуміючи їхнє значення в нещодавно здобутих перемогах і у наступних битвах з поляками, Хмельницький прагнув будь-якою ціною зберегти союз із татарами. Проте для українського населення цей союз був ненависним, оскільки у відплату за татарську допомогу гетьман мусив дозволяти союзникові брати ясир. Хмельницький сподівався задовольнити татар польськими полоненими, але кримчаки нерідко захоплювали всіх, хто їм траплявся, заганяючи у рабство тисячі українських селян. До того ж політика татар полягала в тому, щоб не допустити зміцнення жодної християнської країни. Відтак, допомагаючи Хмельницькому проти поляків, вони не хотіли, щоб той завдав остаточної поразки шляхті. Використовуючи Хмельницького для ослаблення Польщі, кримський хан планував таким самим чином використати українських козаків проти Москви. Та Хмельницький, покладаючи великі надії на підтримку московитів, не пішов на пропозицію татар здійснити спільний похід на Москву, запропонувавши у 1650 р. похід на багатшу, менш захищену й легше доступну Молдавію. Протягом кількох наступних років Хмельницький брав активну участь у молдавських справах і навіть сподівався посадити там господарем свого сина Тимоша, встановивши тісніший союз між Україною та Молдавією. Проте загибель Тимоша у 1653 р. під час оборони Сучави поклала кінець невдалій і надто дорогій молдавській кампанії. Тим часом у 1651 р. почався новий етап польсько-української війни. І знову , першими в наступ пішли поляки на чолі з Яном Казимиром, і знову обидві армії зійшлися на Волині, цього разу під Берестечком. Як на ті часи, чисельність військ суперників була величезною: польська армія налічувала 150 тис. воїнів, включаючи 20 тис. досвідчених німецьких найманців; українці ж мобілізували 100 тис. війська, яких підтримували 50 тис. татарської кінноти. Битва почалася 18 червня, тривала майже два тижні й закінчилася для Хмельницького страшною поразкою. Вирішальною її причиною були дії кримських татар, які у переламний момент кинули поле бою. Справа погіршувалася й тим, що татари викрали Хмельницького, який намагався умовити їх повернутися до бою, й відпустили його лише після битви. За цих тяжких обставин козакам на чолі з рішучим полковником Філоном Джалалієм удалося вивести із польського оточення частину українського війська, але у вирішальний момент вибухнула паніка, й поляки вирізали близько ЗО тис. козацького війська. Ця грандіозна битва так дорого коштувала полякам, що вони почали переговори під Білою Церквою. Як і належало очікувати, підписаний 28 вересня 1651 р. Білоцерківський мир був для козаків зовсім не таким вигідним, як Зборівський. Козацький реєстр скорочувався до 20 тис., влада гетьмана обмежувалася Київським воєводством, і йому заборонялося вступати у зовнішні зносини, особливо з татарами. Цього разу, коли серед козаків панувало безладдя, а Хмельницький не був готовий до опору, умови миру, здавалося, будуть дотримані. Спираючись на збройну силу, польська шляхта почала повертатися на Україну. За винятком відносно невеликої кількості включених до реєстру, більшість селян і козаків постали перед загрозою закріпачення. Щоб уникнути неминучої долі, тисячі втікали на порубіжну з Московією територію, де їх прихильно приймали, дозволяли встановлювати козацький устрій, що поклало початок так званій Слобідській Україні, розташованій на землях сучасної Харківщини. Незважаючи на позірну згоду, Хмельницький не збирався приймати принизливі умови, й у квітні 1652 р. в його резиденції в Чигирині зібралася таємна рада провідних козацьких ватажків, на якій вирішили зібрати нове військо й відновити воєнні дії проти поляків. Через кілька тижнів війська Хмельницького напали на 30-тисячну польську армію, що розмістилася під Батогом, на кордоні Поділля з Молдавією, і 1 травня розгромили її. У помсту за поразку під Берестечком козаки вбили усіх полонених поляків.