Битва эта состоялась 8 апреля, в субботу. Хмельницкий здесь же совершил благодарственный молебен в честь славной победы над недругом, схоронили мертвых своих и польских. А живых пленных и их гетмана Потоцкого отправил как новый подарок крымскому хану, от которого получил благодарственное письмо с заверениями о неизменной дружбе его к Хмельницкому и ко всему народу Малороссии, и с обнадеживанием о готовности оказать свою помощь при необходимости, если появится такая возможность.
Гетман Хмельницкий, выйдя от Желтых Вод, поспешил с казацкими войсками к городу Каменец-Подольскому, который считался поляками, как Кодак, неприступной крепостью и являлся сборным пунктом польских войск, направлявшихся в Малороссию. Резервному корпусу своему, который был под командою Генерального писаря Максима Кривоноса, он велел идти с правой стороны от армии над рекою Бугом. Приблизившись к Каменец-Подольскому, Хмельницкий обнаружил здесь нового гетмана польского Калиновского со свежими польскими войсками, разместившимся под батареями крепости. На глазах у врага он обустроил и укрепил свой табор и в течение первых дней делал объезды и осмотр польского табора и крепости с легкими с обеих сторон перестрелками. А 16 мая на рассвете Хмельницкий начал атаку на польский табор со стороны крепости, под которую еще в полночь подползла со стороны реки значительная часть его пехоты с мушкетами и пиками. И когда со стороны казаков началась по польскому табору сильная пальба из пушек и мушкетов, нарочно поднялся сильный крик от войска и шум, то в ту же минуту пехота казацкая, открыв себе проходы в крепость со стороны воды, ворвались внутрь крепости. Гарнизон, не ожидая с той стороны никакого нападения, как со стороны неприступной по самой природе, укрепленной каменной стеной, повернувшись к тому месту спиной, наблюдал внимательно бой, который шел внизу за крепостью. Казаки, напав неожиданно, убили большинство солдат гарнизона пиками, остальные повернулись к врагу и начали обороняться, но было поздно, все перемешалось, они были уничтожены казаками все до единого. Очистив крепость гарнизона, казаки обернули батарею ее пушек на польский табор, нанося в нем ядрами и картечью огромные разрушения. Поляки, чувствуя свою погибель от той крепости, которую считали своей защитой, были в панике и начали в полном беспорядке бежать из табора. Хмельницкий, увидев издали действия пехоты своей в крепости и бегство поляков из табора, наступил на него всей мощью, заняв его при малом сопротивлении, погнался конницей своей за бежавшими поляками, из которых немногим удалось спастись, остальные были убиты, а табор достался как добыча победителям – с многочисленной артиллерией и многими запасами. При похоронах убитых поляков насчитано в крепости и за ее пределами 12 713 тел, а казаков только 377 тел. Это огромное неравенство отразило удачный захват крепости и табора при слабом сопротивлении поляков и их небрежность в организации обороны.