16 мая 1648 года в районе урочища Желтые Воды запорожско-татарское войско одержало решительную победу над польской коронной армией.
Командующий польского войска Стефан Потоцкий (сын коронного гетмана Николая Потоцкого) решил удушить в зародыше казацкий бунт, возглавляемый шляхтичем из-под Чигирина Богданом Хмельницким. Торопиться поляков заставлял тот факт, что восставшие запорожцы замыслили общий поход с крымским ханом Ислам-Гиреем на Украину. 21 апреля 1648 года Стефан Потоцкий во главе карательного отряда из почти 2500 реестровых казаков, состоявших на платной службе в Речи Посполитой, и около 1500 жолнеров из королевского (коронного) войска отправился в степь. Остальные реестровики, а также отряд драгун — вместе 1200 душ — отправились по Днепру на лодках.
Около крепости Кодак на окраине нынешнего Днепропетровска оба отряда должны были соединиться. А дальше уже вместе с кодакским гарнизоном объединенный корпус должен был «пройти степи и леса, разрушить дотла мерзкое скопище казаков и привести зачинщиков к праведной казне», как было отмечено в приказе. Конечный пункт — Микитин Рог на месте нынешнего райцентра Никополь, где тогда была расположена Запорожская Сечь.
29 апреля в урочище Желтые Воды на границе современных Днепропетровской и Кировоградской областей путь отрядам Потоцкого-младшего преградило 9-тысячное казацко-татарское войско.
После первых столкновений с татарской конницей поляки вынуждены были стать укрепленным лагерем. Казаки подошли под самые польские шанцы, подкопались, подвезли пушки, порох и начали наступление. Но у поляков была более сильная артиллерия, и они отбили нападение. Тогда повстанцы окружили польский лагерь, начали его обстреливать и время от времени шли приступом. 30 апреля казацкая пехота при поддержке конницы перекопского мурзы Тугай-бея начала новое наступление. Однако преимущество польской артиллерии снова дало себя знать — атака вновь была отбита.
Но вскоре удача улыбнулась Хмельницкому с другой стороны. Он знал, что по Днепру против него идут не только поляки, но и реестровые казаки. Когда под вечер 3 мая реестровцы пристали к берегу, Хмельницкий отправился к ним для разговора. После этого реестровые казаки перешли на сторону повстанцев. Они перебили своих польских начальников, а их тела побросали в Днепр.
Перебежчики демонстративно прошли мимо лагеря Потоцкого-младшего, дали поздравительный залп из самопалов в честь Хмельницкого и вступили в его лагерь. Под воздействием этого демарша реестровые казаки из осажденного лагеря также перешли на сторону восставших. А во время одной из атак так же поступили и 200 драгунов, набранные из украинских крестьян пехотинцы, одетые и вооруженные на немецкий лад. Казацко-татарское войско теперь увеличилось до 13−15 тыс. человек, а польское — наоборот, резко сократилось.
Почти пятикратное превосходство противника вынудило поляков пойти на переговоры, и 14 мая Хмельницкий и Потоцкий-младший договорились, что коронное войско передает казакам всю артиллерию с порохом в обмен на возможность отступить.
Ночью 15 мая польское войско начало марш к урочищу Княжи Байраки в походно-боевом порядке: большим, пустым внутри конным четырехугольником, готовым к внезапной атаке с каждой стороны. Тугай-бей не считался с соглашением и хотел серьезного сражения, поэтому татарская конница постоянно совершала нападения. Тем не менее польское войско сумело с боем продвинуться на 8−12 км.
На рассвете 16 мая Богдан Хмельницкий ввел в бой казацкую пехоту. Против подвижного польского лагеря она применила артиллерию, маневрируя пушками с помощью верховых лошадей. Дальше казаки перекопали путь и остановили ход польского войска. Лишенные возможности маневра, находясь под артобстрелом и ливнем татарских стрел, уже в первой половине дня поляки были полностью разгромлены. Татарскими пленниками стали почти 3 тыс. поляков, среди которых оказались почти все командиры. Сам Стефан Потоцкий был тяжело ранен из ружья в левую руку. На четвертый день, 19 мая, он умер от гангрены в крымской степи.
В письме к московскому царю Алексею Михайловичу от 8 июня 1648 года гетман Богдан Хмельницкий хвастался:
«Господь Бог помог нам преодолеть на Желтой Воде, в поле, посреди дороги запорожской».
Битва на Желтых Водах положила начало жестокой освободительной войне, которую народ впоследствии назовет Хмельниччиной.