Круг тут же решил: «воеводу Мезенцева посадить в воду, подьячего и откупщиков убить, „тюремных сидельцев“ выпустить, казенное имущество опечатать и тут же „безвесно скорым шагом“ с поднятыми знаменами идти к соседней крепости Ольшанску». Вечером того же дня разницы и острогожцы, которых «пошло с ними ста с 4», подошли к Ольшанску, население которого тут же перешло на сторону восставших. По общему приговору ольшанского воеводу Беклемишева казнили, сбросив с башни, а двух особо ненавистных «начальных людей» утопили. Взяв порох, свинец и пушки, восставшие вернулись в Острогожск и стали готовиться к походу на Коротояк.
А тем временем к Острогожску приближались два полка белгородского воеводы Ромодановского и «четыреста ратных людей» из Воронежа под начальством Ивана Михнева. В самом Острогожске священники, богатые торговые люди и часть казацкой старшины организовали заговор. Возглавили его наказной атаман Герасим Карабут и протопоп Троицкой соборной церкви Андрей Григорьев. В ночь на 12 сентября заговорщики тайно напали на повстанцев, схватили И. Дзиньковского, Ф. Колчева и их помощников, а остальных разоружили, связали и заперли в подклетях крепости. Попытка жены Дзиньковского Евдокии сообщить о случившемся Фролу Разину, успехом не увенчалась, ее посланец был перехвачен. Теперь все внимание прибывших военачальников было направлено на Коротояк, куда на 70 стругах подплывали казаки Фрола Разина. 27 сентября у стен Каротоякской крепости произошел четырехчасовой бой.
В распоряжении Фрола Разина не было главного козыря любой военной кампании – внезапности. Каротоякский воевода Михаил Ознобишин своевременно сообщил в Москву о надвигающейся опасности и получил от главного воеводы Белгородского полка Григория Григорьевича Ромодановского подкрепление в составе рейтарского полка Григория Полтева и Сумского казачьего полка Герасима Кондратьева. Ознобишин, опасаясь, что к разницам примкнут местные жители, решил встретить врага на подступах к крепости, за рекою Коротояк. Бой начался 27 сентября 1670 г. в третьем часу дня (8 ч 5 мин. по современному счету часов и продолжался четыре часа, пока исход сражения не решил приход полка князя Г. Г. Ромодановского. После поражения Фрол Разин с остатками казаков отошел на Дон.
Вернувшийся в Острогожск воевода князь Ромодановский, поспешил учинить расправу над восставшими, и тем самым запугать еще волновавшееся население. 27 сентября до его приказу были расстреляны полковник Иван Дзиньковский, полковой писарь Марк Жуковцев, обозный Никита Волнянка, сотники Яков Чекмез и Василий Григорьев, а также Федор Наугольный, возглавивший примкнувших к восстанию