Продвигаясь к Полоцку, Баторий взял небольшие крепости Козьян, Красный и Ситну (28 и 31 июля и 4 августа). О планах Батория идти на Полоцк или Смоленск в конце июня сообщил Грозному его гонец А. Михалков, вернувшийся из Польши. 1 августа навстречу королю из Пскова к Соколу двинулись войска Ф.В. Шереметева. Посланные к Полоцку воеводы (кн. Ф.И. Мстиславский, кн. П.Т. Шейдяков, Ф.В. Шереметев) так и не достигли города, заняв оборонительные позиции на линии Невель — Остров — Сокол. Сам царь к Полоцку «притти не поспешил, потому что люди были в розни», и к тому же он отпустил из Новгорода в Курляндию «воевод своих».
Под Полоцком армия Батория насчитывала 16 тыс. человек, тогда как гарнизон мог располагать только 6 тыс. воинов во главе с воеводами кн. В. И. Телятевским, П.И. Волынским, кн. Д.М. Щербатым, И.Г. Зюзиным. Попытка направить дополнительное войско в полоцкий гарнизон запоздала: когда воеводы еще шли к Полоцку, сторожи донесли, что армия Батория уже обложила город. Взятие Полоцка далось Баторию дорогой ценой. Ввиду дождей не помогли и каленые ядра, с помощью которых «союзное» войско пыталось зажечь город. Лишь 29 августа венгерским наемникам удалось поджечь стены смоляными факелами. После длительной и мужественной обороны Полоцк 1 сентября 1579 года капитулировал и король Стефан Баторий въехал в город.
Известный советский историк A.A. Зимин пишет: «Официальная версия падения Полоцка сводилась к тому, что Баторий город «взял изменою, потому что воеводы были в Полоцке глупы и худы: как голов и сотников побили, и воеводы королю и город сдали, а сами били челом королю в службу». После падения Полоцка Баторий считал кампанию законченной. Взятие крепостей Туровли, Сокола (4 и 25 сентября) и Суши (б октября) было ее заключительным аккордом. 16 сентября Баторий направил послание Ивану IV, в котором громогласно извещал о своих победах и требовал отпустить гонца В. Лопатинского, задержанного Грозным. На четвертый день после падения Сокола Андрей Курбский в Полоцке составляет ответ на вольмарское послание царя. Теперь настал черед торжествовать кн. Андрею. Он издевательски пишет: «...яко един хороняка и бегун трепещет и исчезает, никому же гонящу тя». Снова и снова Курбский бичует «издавна кровопивственный» род Грозного, обличает царя, который «затворил... царство Руское, сиречь
свободное естество человеческое, аки во аде твердыни, и кто бы из земли твоей поехал... ты называешь того изменником».
Войну в 1579 г. Ивану IV приходилось вести на два фронта: против Батория и против шведского короля. Впрочем, действия шведов были малоэффективными. 18 июля шведские корабли сожгли предместья Ивангорода и Нарвы. 27 сентября шведы под командованием Г. Горна подошли к Нарве. Но и на этот раз после двухнедельной осады они вынуждены были отойти, потеряв под стенами города, по слухам, 4 тыс. человек. На помощь Нарве высланы были полки кн. Т. Р. Трубецкого и «татары кн. Д.И. Хилкова».