W heroicznej obronie zginęli m.in. kasztelan halicki Adam Kazanowski, starosta lubelski Jerzy Ossoliński, miecznik przemyski Ligęza, towarzysz husarski Rzeczycki i podkomorzy sanocki Jan Stadnicki. Do chwilowej niewoli dostał się ranny starosta jaworowski Jan Sobieski, po czym został odbity przez swoich żołnierzy, biorąc do niewoli podskarbiego chańskiego Mufrahha. Sytuację wyjaśniła szarża jazdy Wiśniowieckiego. Nowe czambuły tatarskie runęły ze wzgórz na pułk Lanckorońskiego, wtedy król pchnął do ataku stojące w odwodzie chorągwie Rewery Potockiego. Ordyńcy zostali zepchnięci z pola. Około godz. 4:00 walka ustała. Bilans nie był tak korzystny dla strony polskiej, jak w dniu poprzednim. Tatarzy nie odnieśli sukcesu i ponieśli bardzo duże straty, około 1,8 – 2,0 tys. ludzi. Z polskiej strony zginęło ok. 350 żołnierzy. Król zdecydował o taktyce na następny dzień: miało dojść do frontalnego starcia całej armii w polu.
Od samego poranka 30 czerwca nad polem unosiła się gęsta mgła, toteż do przedpołudnia nie podejmowano żadnych działań. Około godz.10:00 opadły mgły i obie armie mogły się już dojrzeć. Na prawym polskim skrzydle dowodził wojewoda bracławski Stanisław Lanckoroński. Centrum było pod osobistym dowództwem Jana Kazimierza, a lewe skrzydło Jeremiego Wiśniowieckiego. Po stronie kozacko-tatarskiej przybył wielki tabor, który został pospiesznie ufortyfikowany, a jazda kozacko-tatarska zajęła lewe skrzydło oraz centrum. Dowodzili Bohdan Chmielnicki i chan Islam Girej. Bitwę rozpoczęły czambuły tatarskie, które ruszyły do szarży i ponownie zatrzymały się obsypując szyki polskie gradem strzał. Następnie król rozkazał artylerii ostrzelać szyki tatarskie. Odniosło to skutek, ponieważ ordyńcy nie ruszali już do ataku, aż do wczesnego popołudnia. Król dał rozkaz piechocie do powolnego marszu naprzód próbując zrobić wyrwę między Tatarami a szykującymi się do ataku kozakami. Wtedy kniaź Jeremi Wiśniowiecki poprosił o zgodę na atak na Kozaków, na co król przystał. Żołnierze odśpiewali Bogurodzicę i rozpoczęła się szarża 18 chorągwi jazdy (ok. 2,5 tys. ludzi).
Wsparły ją chorągwie Rewery Potockiego i Szymona Szczawińskiego w sile ok. 1,5 tys. ludzi, prawie rozrywając tabor kozacki. Od całkowitego rozbicia kozaków uratował kontratak czambułów Nuradyna, uderzających w bok oddziałów Szczawińskiego. Zasypani gradem strzał Polacy cofnęli się. Teraz Tatarzy zagrozili wojskom zdobywającym tabor. W tym momencie swoje zdolności dowódcze potwierdził król Jan Kazimierz. W mgnieniu oka rzucił do walki stojące w odwodzie chorągwie jazdy łęczycko-sieradzkiej. Uderzenie wsparli rajtarzy ks. Bogusława Radziwiłła oraz rajtaria elektorska. Kontratak odrzucił na chwilę Tatarów, co wystarczyło, aby jazda kniazia Jeremiego Wiśniowieckiego zrobiła nawrót i uderzyła na nich od tyłu. Jednocześnie odezwały się polskie działa. Tatarzy poszli w rozsypkę i zostali zepchnięci ponosząc duże straty. Wiśniowiecki znowu uderzył na tabor powoli go zdobywając.
Teraz król rozkazał ruszyć taborowi polskiemu do przodu. Widząc to, chan pchnął swoje najlepsze czambuły do ataku na polskie centrum. Nawała ok. 5 tys. doborowej jazdy krymskiej i nogajskiej ruszyła do ataku. Centrum polskie tworzyło tzw. ognistego węża. Po kilku salwach uderzenie tatarskie zostało powstrzymane, ale ordyńcy nie zbiegli i kilka razy atakowali szyki polskie bez skutku, za każdym razem ponosząc olbrzymie straty. Tymczasem, na lewym skrzydle Wiśniowiecki rozrywał tabor i odciął Kozaków od Tatarów. Na prawym skrzydle jazda Lanckorońskiego rozniosła straże tatarskie i posuwała się na przód.
Losy bitwy, mimo przewagi i inicjatywy polskiej, były jeszcze nie rozstrzygnięte. Chan raniony został w nogę, widząc śmierć swego brata i wielu dostojników tatarskich, załamał się ostatecznie i rzucił do ucieczki. Widząc białą chorągiew chana, polscy artylerzyści wypalili w jej kierunku z działa. Strzał był precyzyjny − stojący tuż obok chana Tatar spadł zabity z konia. Kiedy na dodatek szwadron cudzoziemski spod komendy Bogusława Radziwiłła dał salwę z muszkietów, w ślad za wodzem zaczęła uciekać cała jazda tatarska, zostawiając kozaków samych na polu bitwy. Widząc co się dzieje, Bohdan Chmielnicki pognał do chana, by go zatrzymać. Przymówił mu zbyt ostro. Dość, że Islam Gerej wściekł się, kazał ordyńcom związać hetmana zaporoskiego i związanego uwiózł ze sobą w stronę Wiśniowca.
