Битва случилась рядом с границей Молдавии около крепости Хотин. У поляков было 35 тысячное войско под командованием великого гетмана литовского Яна Кароля Ходкевича. Кроме того казаки под предводительством гетмана Якова Бородавки прислали 40 000 человек. Сигизмунд пообещал им кучу привилегий и казаки купились. По дороге вернувшийся из Варшавы Пётр Сагайдачный перехватил гетманскую булаву, заковал Якова Бородавку в цепи и уже под Хотином казнил того.
Битва началась 1 сентября 1621 года, турки и татары атаковали ещё не укреплённый лагерь запорожцев, но переправившиеся через Днестр на плотах поляки помогли казакам отбиться. 4 сентября турки три раза атаковали, сначала казаков, но тем на помощь пришли наёмники немцы из польского лагеря. Решила исход артиллерия, потеряв множество воинов, турки отступили, и почти сразу начали новую атаку теперь уже на оба лагеря, атака длилась два часа и тоже захлебнулась. Третья атака последовала незамедлительно. И снова на казацкие позиции. Отбив её, и преследуя турок, казаки ворвались в турецкий лагерь. Когда казаки отступили, забрав с собой турецкую артиллерию, турецкий лагерь был настолько разрушен, что Осман решил поменять его место. 6 сентября в турецком лагере стало известно, что большой отряд запорожцев в Чёрном море утопил 20 турецких судов с пушками и напал на Стамбул (Константинополь). В тот же день отряд камышатников полковника придонского Аристарха Левчука и хорунжего Антиона Шабельника, остановили на Десне обоз амуниции и провианта для турецкого войска. 7 сентября началось с артиллерийского обстрела казацких позиций, после чего в атаку вступила турецкая конница, потом пошли янычары. На протяжении пяти часов было проведено четыре атаки, но казаки не только выстояли, но и перешли в контратаку. Во второй половине дня Осман II направил удар на польский лагерь. Была захвачена часть польских шанцев, но с наступлением темноты турки их оставили и отошли. 11 сентября после мощного обстрела казацкого лагеря из пушек, турки начали великий третий штурм, но успеха не имели. 14 сентября в турецкий лагерь прибыл со своим отрядом легендарный среди татар Каракаш-паша. Султан, в нарушении всех обычаев, сам выехал встречать Каракаша, который пообещал Осману II одним штурмом снести поляков и казаков. 15 сентября Каракаш возглавил штурм шанца полковника Вайера, но уже через час был убит и турки остановили штурм. 24 сентября умер тяжело больной Ян Ходкевич. 25 сентября турки начали пятый великий штурм, но успеха он не имел. 28 сентября артиллерийским обстрелом начался шестой великий штурм. Султан бросил в бой всё. На протяжении дня было проведено девять атак. Потери в этот день были наибольшими за все время боевых действий, около 20 тыс. В результате всех шести штурмов турки потеряли до 32 тысяч человек. 29 сентября начались переговоры о заключении мира. Они закончились подписанием договора 8 октября 1621 года.