С особой настойчивостью Богдан Хмельницкий стал добиваться воссоединения осенью 1650 года, когда стало известно, что польские магнаты резко увеличили число воинских формирований, а правительство объявило посполитое рушенье.
В начале 1651 года польско-шляхетские кавалерийские отряды начали нападения на украинские пограничные части, что было предвестником нового вторжения польско-шляхетской армии на Украину. В это время, в феврале 1651 года, русское правительство созвало Земский собор, который и принял решение о воссоединении Украины с Россией и о вступлении в войну с Польшей. Однако решение Земского собора главным образом преследовало цель удержать Польшу от нового нападения на Украину, так как русское правительство по-прежнему считало обстановку неподходящей для реализации решения Собора и никаких решительных мер не предпринимало.
Тем временем польское правительство бросило против Украины большую армию, насчитывавшую свыше 100 тысяч человек. Эта армия была остановлена в июне 1651 года украинским войском и татарами возле Берестечка (местечко на Волыни). Но в решительный момент битвы хан Ислам- Гирей III с татарской ордой предал украинскую повстанческую армию и покинул поле боя. А когда Богдан Хмельницкий поехал к хану, чтобы заставить его возвратить орду на поле боя и помочь предотвратить угрозу, нависшую над украинским войском, хан арестовал его и держал под арестом несколько дней.
Уход татар с поля боя дал возможность польско-шляхетской армии окружить украинское войско. Только после десятидневной обороны часть повстанцев под руководством Ивана Богуна прорвалась из окружения через топкое болото. Значительная часть украинского войска погибла в боях под Берестечком, а остатки его, вырвавшиеся из окружения, потеряв обоз и почти все пушки, отступили по направлению к Киеву.
Почти одновременно с этими событиями литовская армия, сломив героическое сопротивление трех казацких полков, подошла к самому Киеву.
Вырвавшись из плена, Богдан Хмельницкий стал собирать новые силы, прибегнув к мобилизации всего населения. Одновременно он начал стягивать войска к Киеву, чтобы блокировать, а затем и разбить литовскую армию, захватившую город. Боясь быть окруженным повстанцами, Радзивилл, стоявший во главе литовского войска, не решился долго задерживаться в Киеве и пошел на соединение с польско-шляхетской армией, которая была остановлена под Белой Церковью вновь сформированным украинским войском.
В условиях больших продовольственных трудностей, которые переживала как польско-шляхетская армия, так и украинское войско, а также в связи с приближением зимы и распространением в войсках эпидемии чумы командование польско-шляхетской армии и Богдан Хмельницкий согласились прекратить военные действия. 18 сентября 1651 года был заключен Белоцерковский договор, отменявший Зборовский трактат. По Белоцерковскому договору казакам разрешалось иметь свое самоуправление лишь на территории Киевского воеводства. Казацкий реестр устанавливался в 20 тысяч человек, причем казаки-реестровцы имели право находиться только в Киевском воеводстве. Польская шляхта получала право возвратиться в свои имения на территории всей Украины, в том числе и в Киевском воеводстве. Белоцерковский договор был значительным шагом назад даже по сравнению со Зборовским договором.