По-хозяйски разъезжали квартирьеры, выбирая места для стоянки частей, а на следующий день пожаловала вся огромная армия. Расположилась на холмах к востоку и югу от города, укрепилась у старого вала — для осаждающих он стал готовым хорошим прикрытием. Немедленно начались осадные работы. Турки рыли окопы, к 4 августа возвели две батареи и открыли огонь. Часть сил Ибрагим-паша отрядил к Днепру, взять под контроль переправы, а к гарнизону направил обращение. Писал, что султан покорил Украину «своею саблею и силою», а вы, мол, «московские люди», когда законный гетман Дорошенко «ушел», заняли «пустой» Чигирин. Теперь же султан прислал Хмельницкого, «властного дедича… чтоб он властвовал над всей Украиною». Для чего и войско пришло — «его на гетманство посадить». Посему русским предлагалось уйти без боя, сохранив за это жизнь и имущество. А не послушаете — так «мечом и огнем побеждены будете… не досадуйте, что вам прежде времени не дали ведать». Прислал грамоту и Хмельницкий, убеждал казаков сдать ему город и страну как наследнику отца. Трауернихт созвал военный совет, и было решено: «Отвечать не иначе, как пушками».
5 августа турки начали приближаться к стенам зигзагообразными траншеями и апрошами. Пройдя 100 шагов, установили новую батарею. Комендант предпринял вылазку. 800 стрельцов и 1000 казаков среди ночи обрушились на траншеи с секирами и дротиками (штыков военная наука еще не знала), закидали ручными гранатами. Резерв русских мушкетеров был сосредоточен у контрэскарпа, чтобы при необходимости поддержать атакующих. А со стен открыли заградительный огонь, не позволяя туркам помочь своим. Многих побили сонными или мечущимися в панике, нападавшие потеряли 30 человек убитыми и 48 ранеными. После этого враг стал более осторожным. Продолжил работы, но усилил охранение.
Были построены еще 2 батареи, открывшие огонь 36-фунтовыми ядрами и 80-фунтовыми бомбами. Часть орудий сосредоточенно обстреливала бастион, прикрывавший Спасские ворота, а часть била прицельно по русским пушкам. Артиллеристы у турок были отличные, в короткий срок сбили 17 орудий. Трауернихт предпринял еще одну вылазку. Командира выбрали по жребию, им стал подполковник Илья Дуров. Пошли по 200 человек от каждого стрелецкого приказа и 800 казаков. В полдень 10 августа ринулись «в секиры и дротики», несколько сот турок перебили, 24 хоругви (подразделения) бросили траншеи и побежали, укрывшись за своими батареями. Атакующие потеряли 26 человек убитыми, 50 получили ранения. Участие в вылазке украинцев стало для врагов неожиданностью. Они все еще питали иллюзии, что надо сломить лишь русских, а казаки сами готовы переметнуться. Поэтому осадные мероприятия разворачивали против замка. И лишь теперь «прозрели», начали рыть траншеи и вести обстрел против Нижнего города. А охранение в траншеях Ибрагим увеличил вдвое.
Тем временем Ромодановский, как только уточнилось направление турецкого удара, выступил на соединение с Сагайдачным. 10 августа войска встретились в Артаполоте и пошли к Днепру. С обозами и артиллерией, понтонными парками, двигались не быстро, по 15–17 км в день. И чтобы поддержать гарнизон, воевода выслал вперед подкрепления. Сперва отряд из 500 казаков, сумевших, несмотря на осаду, войти в Чигирин, потом группу из двух полков — драгунского и Серденятского казачьего пехотного. А турки построили еще несколько батарей, вели бомбардировку. В городе, как пишет Гордон, «больше было нанесено вреда жилым домам, чем защитникам». Но у части пушек разбило лафеты, в стенах и брустверах возникли многочисленные проломы. Чинили, что получалось. Повреждения стен исправлять не успевали и у брешей ставили часовых. Кроме того, противник начал минную войну. В крепость перебежал невольник-негр (даже негру, выходит, русские ближе оказались, чем турки). И от него узнали, что ведется 3 подкопа. Под равелин замка, под Крымский бастион и под стык, где к замку примыкала стена Нижнего города. Тогда осажденные начали строить внутренние укрепления и рыть большие ямы — для ослабления действия мин.
17 августа Ибрагим-Шайтан-паша предпринял штурм. Батареи открыли ураганный огонь. Была взорвана мина под равелином, разрушив вал и заставив осажденных отступить. Турки тотчас заняли пролом. Но стрельцы и солдаты контратаковали, закидали гранатами и выбили их вон, враг потерял до 100 человек, у русских погибло 12 и было ранено 18. К вечеру перебежал молдаванин, сообщивший, что две другие мины обвалились от сотрясений, которые при стрельбе производили русские пушки. Но готовится еще одна. Ночью, как могли, заделывали пролом в равелине.
августа противник взорвал мину под городским валом. Но благодаря ранее вырытым ямам, в минную галерею проник воздух, и взрыв, пройдя по подземному каналу, не причинил вреда укреплениям. Зато турецкая артиллерия в этот день опять добилась успехов, вывела из строя четыре пушки, погибли три канонира.