Ledwie tydzień wcześniej został schwytany. „Nie rąb! ja jestem Chmieliński! Nazwisko to znanem było powszechnie w wojsku, jako najstraszniejszego z naczelników powstania” – opisywał chwilę zatrzymania jednego z najwybitniejszych powstańczych dowódców rosyjski historyki i dziennikarz Nikołaj Berg. Słowa schwytanego poskutkowały – dragon, który chciał go dobić, opuścił szablę i zawiózł do komendy. To był ostatni akord bitwy pod Bodzechowem, oddział Józefa Hauke-Bosaka i Chmieleńskiego został pobity. Tego drugiego Rosjanie dopadli w czasie ucieczki.
Chmieleński przystąpił do powstania w lipcu. Nie mógł wcześniej, bo w drodze z emigracji został aresztowany przez Austriaków. Uciekł z więzienia. Wsławił się jako zwycięski wódz, został też awansowany na majora i szefa sztabu gen. Józefa Hauke-Bosaka. „Chmieleński małego wzrostu, lat średnich, a można nawet powiedzieć młody, z maleńkim blond wąsem – wspominał go jeden z powstańców – na oko niewiele wzbudzał grozy, ale gdy oko jego szafirowe zaiskrzyło się, gdy głosem ostrym i donośnym, czystym a dźwięcznym, zaczął przemawiać do otaczających – poznałeś zaraz siłę, energię i przeczułeś niezłomność jego charakteru i męstwo. A cóż dopiero, gdy dosiadł konia i na czele swej drużyny, dawał rozkazy i komendę”. Był surowy wobec niesubordynacji. „Za najmniejsze nieposłuszeństwo śmiercią karał. Pomimo jednak całej srogości podkomendni kochali go i w ogień byli iść za nim gotowi” – pisał jego podkomendny. Nosił się ponoć bardzo skromnie, choć, jak wspominał inny powstaniec, był „wielkim elegantem”. „W puzderku podróżnym obok ładunków była zawsze butelka wody pachnącej, grzebienie, szczoteczki i cały przybór toaletowy. Nosił zawsze surdut długi, pod szyje zapięty”. Zatrzymanie Chmieleńskiego stało się wielką sensacją, na jego „powitanie” wyjechał nawet rosyjski dowódca gen. Ksawery Czengiery. Wokół niego zgromadził się tłum gapiów, by, jak pisał Berg przypatrzeć się „straszliwemu Chmielińskiemu, który skrwawiony, mały, chuderlawy i blady leżał na wozie, ponuro spoglądając na otaczających”. W końcu został zamknięty w odosobnionej chałupie, a później przewieziony do Radomia. Tam 19 grudnia sąd skazał go na śmierć. Rozstrzelano go cztery dni później za koszarami pułku mohylewskiego. Nie ujawniono miejsca pochowania. Chmieleński miał 30 lat.
