W obliczu zagrożenia, jakie niósł zwycięski pochód armii Bohdana Chmielnickiego, do Zamościa przybył Jeremi Wiśniowiecki, by przygotować miasto do obrony i tu organizować obronę kraju. Porządnie opatrzył twierdzę, zwożąc żywność, podnosząc stan liczebny załogi i paląc celowo przedmieścia. Mianowany jednak wodzem naczelnym, z 5-tysięczną jazdą (sformowaną częściowo w Zamościu) udał się 27 X na elekcję do Warszawy.
Wcześniej 10 X stawił się w mieście z własnym oddziałem 1,5 tys. piechoty niem. Ludwik Weyher kasztelan elbląski, obejmując dowództwo twierdzy i przystępując do intensywnych przygotowań do obrony. Miasto rozporządzało siłą 2120 piechoty (wśród nich rota węgierska), 200 rajtarów, ponad 1400 szlachty, ok. 1000 mieszczan, straży miejskiej, studentów na czele z rektorem Janem Kowalskim, chłopów (wśród obrońców był przyszły król Jan III Sobieski), a także 65 działami i moździerzami oraz dobrze ufortyfikowanym miastem. Jazdę wyprowadzono jednak z miasta, będącą zawadą podczas oblężenia.
Mimo zadowalającej liczby obrońców, siły ognia, stanu fortyfikacji (zatarasowano bramy), Zamość był ponad miarę przepełniony uciekinierami z Ukrainy, Podola, Wołynia (nie tylko w domach po trzechset i więcej, ale po ulicach, pod murami, pod płotami, na dachach pełno było ludu) i nie miał większych zapasów żywności.
Chmielnicki nadciągnął 6 XI do Łabuniek, gdzie stanął kwaterą, żądając okupu. Wobec odmowy, następnego dnia otoczyły miasto kozacko-tatarskie wojska w sile 100 tysięcy, a sam Chmielnicki przed południem osobiście stanął na przedpolu. Z Chmielnickim przybył Tuhajbej ze swoją ordą oraz znani z okrucieństwa: Krzywonos i Czarnota. Oblegający przekopali groblę i spuścili wodę ze stawu od południa twierdzy (obrońcy skoncentrowali tam 1800 obrońców). Rozpoczęli regularne ostrzeliwanie Zamościa, nie przynoszące pierwszego dnia większych strat (nie mieli wystarczającej artylerii oblężniczej). Późną nocą 9 XI zaatakowali miasto od Przedmieścia Janowickiego, również bezskutecznie.
Chmielnicki znając siłę twierdzy i panujące w niej warunki, nie przystąpił do generalnego szturmu. Postanowił odtąd blokować twierdzę, śląc kolejne listy z groźbami i propozycjami okupu. Jego oddziały plądrowały okoliczne tereny w promieniu kilkudziesięciu kilometrów. W mieście mimo skutecznej obrony, a nawet udanego wypadu na Janowice, sytuacja stała się tragiczna.
Głód, epidemia i związana z nią duża śmiertelność sprawiły, iż sami oblężeni podjęli pertraktacje i po rokowaniach zgodzili się na stosunkowo niski okup 20 tys. zł (Chmielnickiemu odpowiadało zakończenie oblężenia przed nastaniem zimy). Na sumę tę złożyli się: szlachta i duchowieństwo (6600 zł), mieszczanie nacji polskiej (5500 zł), Szkoci i Niemcy (4500 zł), Żydzi (3000 zł) i Ormianie (359 zł!). Chmielnicki uwolnił także 20 szlachcianek, a dla mieszczan urządził wyprzedaż zrabowanych kosztowności. Wbrew układowi, dopiero po dwu dniach ustąpiła artyleria (23 XI), następnie 24 XI główne siły kozacko-tatarskie.
Zamość poniósł duże straty Ludzie pochorzeli, trupa wszędzie pełno, niedostatek piwa, chleba i inszej żywności, konie i dobytek od niedostatku pozdychały, pełne ich ulice i rynki, zaczym smród wielki i nieznośny - relacjonował poseł królewski. Uszkodzony został pałac, Kolegiata, kościół franciszkanów i 10 kamienic. Wraz z przedmieściami spłonął kościółek św. Katarzyny (spalony z konieczności przez samych oblężonych) i pałacyk na Zamczysku. Zamość nie został jednak zdobyty, a jego obrona zatrzymała zwycięski pochód Chmielnickiego, który stąd rozpoczął odwrót na Ukrainę. Pod Zamościem miało polec ok. 3 tys. Kozaków i Tatarów, pochowanych wg tradycji na cmentarzu tatarskim (osobne hasło). Duńczewski w swoim kalendarzu (1730) podaje, iż Chmielnicki stracił pod Zamościem 35 tys. wojska, natomiast w Zamościu zginęło tylko 17 (?!).
Zagrożenie od Kozaków jeszcze pojawiło się w VI 1652, jak pisał Golliusz -  rozruch w ten czas był wielki i trwogi ze strony Kozaków były, tak że co żyło na głowę poczęło się cisnąć do miasta. Od 2003 organizowane są widowiska historyczne "Szturm twierdzy Zamość, A.D. 1648".


 !!! Wg Pamiętnika Mikołaja Jemiołkowskiego w 1648 miał zginąć pod Zamościem uczestniczący wraz Chmielnickim w oblężeniu  znany z okrucieństwa Tuhaj-bej (1601-1651) przywódca tatarów krymskich, grany w Ogniem i mieczem przez D. Olbrychskiego, Wg historyków stało się to pod Beresteczkiem. Jak pisze o tym Jemiołkowski -  Sam pierwszy sułtan i wódz tatarski pod Zamościem zabity, wierutny imienia polskiego nieprzyjaciel (...). co z swoją hałastrą mieczem i ogniem dwory, gumna, karczmy, kościoły i wsie pustoszył (...), ubogich i bogatych w pień ciął, dziewki zniewalał, krew chrześcijańską okrutnie rozlewał.
 * A. Cellarius - Kozacki wódz Bohdan Chmielnicki  z licznym wojskiem obległ Zamość, jednak liczni  szlachetnie urodzeni w umocnionym i dobrze uzbrojonym  mieście zamknęli się i obronili.
 * O oblężeniu Majer Bałaban (czasopismo „Ruś”, Lwów 1911) - Oblegali miasto przez długi czas i nie mogli go zdobyć, gdyż był tam pewien dowódca – Niemiec, imieniem Weiher z 6000 walecznego żołnierza niemieckiego.[!!!] I strzelali żołnierze na wrogów ze strzelb i zabijali wielką ilość. Lecz w mieście panowała zaraza i głód i umarło kilka tysięcy żydów.
I stało  się, gdy za długo trwało oblężenie, użyli wrogowie próby i czarów. Puścili ognistego węża pod niebo i ustanowili sobie znak: „Jeśli wąż obróci swe oblicze ku miastu, wówczas zdobędziemy miasto, jeśli zwróci ku nam, uciekniemy przed nimi”. I było o północy a ujrzeli, jak wąż się unosił pod niebo i stał na miejscu około pół godziny z twarzą ku miastu. Następnie odwrócił się wąż ku obozowi Kozaków i Tatarów; i wiedzieli, że to zły znak i że nieszczęście się ku nim zwraca, więc natychmiast posłali do miasta, mówiąc:
„Czyż nie wolicie się nam okupić, jak uczynił Lwów, niż umrzeć z głodu?”
Gdy mieszkańcy miasta to usłyszeli „uczynili to prędzej zanim usłyszeli i zobowiązali się dać wrogom 20.000 złp. Następnie (po otrzymaniu okupu) podeszli Tatarzy i Kozacy pod mur i przyprowadzili do wykupu mnóstwo jeńców. I wykupili żydzi z miasta kilka set jeńców żydowskich. Oby im Pan wynagrodził ten dobry uczynek!