Між тим, козацькі тільки відійшли від Кіева, продовжуючи контролювати його околиці, тому литовська армія опинилася в скрутному стані. Постійні сутички навколо міста тривали впродовж липня та серпня. Водночас: точилися важкі бої з козацько-селянськими загонами південніше міста, в районі Білої Церкви. Козакам вдалося стримати подальше просування королівських військ в бік Дніпра. 1 вересня 1651 Радзивіл залишив спустошене місто і пішов на з’єднання з польською армією під Білу Церкву. В Київ відразу ж вступили козацькі загони.
18 вересня підписано Білоцерківський мир, значно менш вигідний для української сторони, ніж попередній Зборівський. Для Києва Білоцерківська угода означала фактично повернення до стану напередодні Визвольної війни. Городяни мали роззброїтися і місто виходило з гетьманської юрисдикції, проте залишалась при магдебурзькому праві з усіма раніше отри-манами правами, свободами і привілеями. Гарантувалося і церковно-монастирське землеволодіння за довоєнним станом. У замок повертався воєвода і Польський гарнізон. Єдиним здобутком було тс1, що цю посаду зберігав за собою А. Кисіль, який, розуміючи глибинні причини повстання, прагнув до мирного, компромісного вирішення проблем при забезпеченні інтересів української сторони.
Між тим Білоцерківський договір на сеймі в лютому 1652 не було затверджено. Це дозволяло Б. Хмельницькому вважати себе звільненим від обов’язків, які брала на себе за ним українська сторона і водночас робило відновлення війни неминучою. В кінці травня 1652 у дводенній битві під горою Батіг українські війська здобули блискучу перемогу над королівською армією, що стало реваншем за поразку під Бересточком і скасувало всі наслідки Білоцерківського договору. Дізнавшись про порзку польських військ в ніч на 4 червня, А. Кисіль втік з міста. Відразу ж за ним на захід повтікали і католики з уніатами. Невдовзі надхненні перемогою козацьких військ кияни оточили Замкову гору і примусили польський гарнізон залишити місто.