Гетман, подойдя к армии польской на рассвете, спрятал значительную часть своей пехоты в садах и огородах Фастова, обнесенных рвами, которые служили пехоте казацкой хорошими окопами, а всем остальным войском атаковал польский табор, устроив сильнейшую пальбу из пушек и мушкетов и двинувшись вперед не останавливаясь. Поляки, будучи полуголыми, хватались за оружие, но уже построиться как следует не могли, а, сбежавшись толпами, направились к огородам и садам, чтобы там построиться и двинуться вперед. Но казацкая пехота, находящаяся там в засаде, подпустив поляков на близкое расстояние, сделала по ним очень удачный и сильный залп из мушкетов, повалив их на землю тысячи. Остальные попытались возвратиться в табор, но были встречены всеми казацкими войсками, потерпев еще одно поражение. Конницу польскую, что садилась на лошадей и строилась в линию, тогда же перемешала выстрелами и пиками казацкая конница, и она начала бежать вслед за князем Четвертинским и его штатом, что побежали первыми и почти что в одних подштанниках.
Итак, армия Четвертинского была разбита и разогнана в полном беспорядке. Войска курляндские, что были с поляками, спрятались в местечке и прислали от себя депутатами своих офицеров, предлагая сдачу в плен и умоляя пощады. Гетман, разоружив их, отпустил домой с условием и под присягой не возвращаться к королю и не участвовать во вражеских действиях в дальнейшем против казаков под угрозой наказания отступников виселицей. Табор польский со всеми запасами и артиллерией, богатой ставкой Четвертинского и других вельмож польских, достались казакам как добыча и компенсировали их потери под Берестечком. Убитых поляков похоронено на месте 12 972 тел, а взято в плен курляндцев и отпущено домой 3215 человек. Состоялась эта битва 27 августа, в четверг.
Возле Фастова узнал гетман Хмельницкий, что князь Радзивилл с литовскими войсками, пробираясь на помощь Четвертинскому по правому берегу Днепра, разрушил много сел и сам город Киев, что был без обороны, ограбил. Услышав о поражении Четвертинского, повернул назад в Литву со значительными награбленными богатствами. Получив это извещение, Хмельницкий немедленно бросился с легкой конницей преследовать Радзивилла и, обойдя его ночью, сделал засаду возле Маслова Ставища. И как только тот с корпусом, идя беззаботно, поравнялся с Хмельницким, то гетман, напав сбоку, разбил войска Радзивилла полностью и вернул все награбленное с лихвой, получив весь его обоз со всеми запасами и его собственной казной. Возвращаясь из Маслова, Хмельницкий разбил еще несколько сильных польских отрядов под Белой Церковью, которые были направлены от армии королевской искать и помочь Четвертинскому, но наткнулись на Хмельницкого, ставши жертвой его храбрости.