Михаил Хмельницкий одним из первых ворвался в ряды неприятеля. А рядом с ним, не отступая ни на шаг, рубился Богдан. Сбросив с себя все лишнее и оставшись для легкости в одной нательной сорочке, он, зажавши в каждой руке сабли, рубил ими турок, не отставая от старших казаков. Все тело его ловко изгибалось, уклоняясь от ударов противника, сорочка и лицо были залиты кровью, но он не замечал этого, зорко следя за турецкими воинами, разя и отбивая их нападения. Но когда отца окружали турки, Богдан тут же оказывался рядом. Хмельницкий-старший одобрительно мотал головой и гудел своим сиплым голосом, перекрывая лязг сабель и стон людей: «Добре, сыну, так их!»
В тот день три приступа турок отбили войска Жолкевского.
Третий приступ турок был особенно стремительным: Искандер-паша спешил покончить с противником. Уже опустилась густая ночная тьма, когда турки отошли от крепости. Много воинов полегло в этом бою, и особенно пострадало малочисленное польское войско.
День после боя прошел спокойно. А на следующую ночь на поредевшие польские войска обрушился новый удар, на этот раз от союзников. Видя, что поляков ждет тяжелое испытание, а может, и поражение, молдавский господарь Каспер со своим гетманом Бычко и другими боярами, сговорившись с каменецким старостой Калиновским, Корецким и Струсем, решили бежать из лагеря вместе со своими отрядами. Но предателям не удалось далеко уйти: их подстерегала гибель.
В укреплении, осажденном турками, все больше зрело недовольство командованием, которое завело войско в капкан. Не хватало продовольствия, воды. Нужно было решать, что делать дальше. Жолкевский понимал, что выход один: покинуть позиции у Цецоры и отступить вдоль реки Прут к польской границе. Так и сделали. За ночь окружили тыл и фланги войска возами, сковали их цепью и на следующую ночь (20 сентября 1620 года) оставили лагерь. Казаки прикрывали отступающих. Коронные пехотные и конные части польского войска двигались впереди и с флангов, артиллерия сзади. В центре этого построения разместились паны со своими ополчениями и командование во главе с Жолкевским.
Татары и турки по пятам преследовали польское войско.
К вечеру 24 сентября войска под командованием Жолкевского, истощенные и измученные постоянными боями, наконец пробились к Днестру и остановились в полуверсте от Могилева. А ночью кто-то распустил слух, что поляки собираются под прикрытием темноты переправиться через Днестр, оставив на этой стороне казаков как свой заслон. Вспыхнуло недовольство, разгорелись споры. Этим воспользовался предводитель буджакских татар Кантемир-Мурза и тут же со всей своей двенадцатитысячной ордой навалился на лагерь. К нему подоспели турецкие и татарские отряды. Началась страшная рубка. «Наши в панике стали разбегаться, — писал очевидец, — и кого зарубили, кого схватили живым, кто утонул в Днестре».
Михайло Хмельницкий словно ждал этого нападения. Он собрал вокруг себя верных казаков и приготовился к бою. Богдан находился возле отца, хмуро и с какой-то злой настороженностью наблюдал за катящейся к ним лавиной, в обеих руках у него было по сабле, на теле новая сорочка. На суровом лице не осталось и следа былой усталости, только решимость.
И вот первые ряды неприятеля напоролись на казацкие пики. Богдан снова, как и прежде, не отходил от отца и старался прикрыть его то сбоку, то сзади, а тот, перекладывая из руки в руку любимую саблю, крушил врагов. Михайло Хмельницкий не мог определить, сколько длится уже эта сеча, только чувствовал, что иссякают его силы и слабеет удар сабли. А враги наседали все напористей. И вдруг его пронзила острая боль: в плечо впилась татарская стрела. Рука, подняв саблю, упала безвольно вниз. И тут же его поразила татарская пика. Подхватив оседающее тело отца на руки, сын старался под прикрытием казаков вынести его из боя. Собрав последние силы, умирающий попросил положить его на землю. Богдан исполнил просьбу отца и сам опустился рядом.