А армия Хмельницкого и Бутурлина вторглась на Львовщину. В сентябре сдался, «добив челом государю», брат коронного гетмана Павел Потоцкий. Станислав Потоцкий дать битву не решился, оставил во Львове сильный гарнизон, а сам с основными силами отошел к Слонигородку, чтобы извне оказывать помощь осажденным и угрожать тылам осаждающих. И тут впервые проявил себя блестящий полководец, имя которого по справедливости должно было бы стоять в одном ряду с Румянцевым, Суворовым, Кутузовым. Григорий Григорьевич Ромодановский. Он был еще молодым стольником, и когда Хмельницкий обложил Львов, его и миргородского полковника Лесницкого отрядили с частью войск против Потоцкого.
Поляки выбрали позицию очень сильную, расположили укрепленный лагерь между Слонигородком и глубоким озером, прикрывшим их со стороны русских. А справа и слева от озера тянулись леса и болотистые протоки, служившие естественными преградами. В местах возможного их форсирования выставили заставы и чувствовали себя в полной безопасности. Но в ночь на 18 сентября казаки разобрали дома в ближайших деревнях и скрытно навели из бревен переправу через протоки. По ней во вражеское расположение проникли охотники и сняли караулы. А следом Ромодановский немедленно бросил остальных казаков, свой полк дворянской конницы и солдат полковника Гротуса. Потоцкий опасность сперва недооценил, послал к месту прорыва лишь отряд кавалерии. Его разбили и обратили в бегство. Удирающая шляхта заразила паникой и поляков, укрепившихся на центральном участке, у озера. Узнав о прорыве на фланге, они испугались, что их отрежут от города, и ринулись отступать к Слонигородку.
Ромодановский приказал ратникам преследовать врага, не отставая. И городская стража, пропуская бегущих поляков, не успела закрыть ворота. На плечах неприятелей русские ворвались в крепость. Пошла потасовка на улицах, в нескольких местах вспыхнули пожары. Тогда Потоцкий оставил город и стал через другие ворота выводить войско в поле. Унял панику, привел части в порядок, построил и начал возводить временные укрепления. Но и Ромодановский не отставал. Проведя полки через город, тоже стал разворачивать их для сражения. Потоцкий принялся атаковать. Бросал вперед то гусарские хоругви, то пехотные роты, силясь сбить русских с рубежей, на которые они вышли, и тем самым переломить ход битвы. Солдаты и казаки отражали неприятельский натиск огнем, рукопашными. Но конницу Ромодановский до поры до времени приберегал в резерве. И лишь когда пехота стала подаваться назад, а воодушевившиеся поляки кинулись «дожимать» ее, нарушив свой строй, на фланги им вдруг обрушились свежие силы. Враг дрогнул, смешался и стал пятиться.
А в это время на помощь Потоцкому спешило посполитое рушенье из Перемышля. Оно вполне могло дать полякам решающий перевес. Но их дух был уже надломлен. Сперва утренний прорыв, потом нежданный контрудар русской кавалерии подорвали боеспособность шляхты, она уже ждала только новых катастроф. Едва вдали показалось облако пыли и какие-то отряды, пронесся крик: «Свежее войско идет на нас!» И армия устремилась в бегство, бросая знамена и орудия. Когда Потоцкий разобрался, что идет подкрепление, и попытался образумить подчиненных, было поздно. А русские и казаки преследовали и рубили бегущих, не давая им остановиться и опомниться. Врагов охватила полная паника, они уже не слушали ни сигналов трубы, ни офицеров. Затем и перемышльская рать, увидев, что творится, повернула коней и бросилась прочь. В результате польская армия была разгромлена вдребезги, только темнота спасла ее от полного уничтожения.
Впрочем, Хмельницкий плодами победы не воспользовался. Углубляться в польские земли он не хотел, опасался татарских набегов на Украину. Из-за этого не желал и задерживаться под Львовом и вступил в переговоры с горожанами. Поляки, пользуясь этим, снова пытались вбить клин между казаками и Россией, Ян Казимир через своих агентов сулил Хмельницкому за разрыв с Москвой любые милости. Богдан, по своему обыкновению, не отказывался от самостоятельной политики. Заявил: «Казаки останутся верными союзниками Речи Посполитой, если Речь Посполитая через комиссаров своих торжественно признает русский народ свободным, как 10 лет назад признал испанский король голландцев». Но при этом резюмировал, что союз с царем он расторгнуть не может, а если хотите, мол, то ведите переговоры с самими «московитами». Со Львовом гетман сошелся на выплате крупного выкупа, снял осаду и пошел назад. Через два дня за ним вынуждены были последовать полки Бутурлина и Ромодановского.
