6 сентября, бесславно отступив от стен маленького Можайска, польский королевич Владислав пришел с войском в Звенигород, а 20 сентября «встал на Волоцкой дороге, не доходя Москвы 15 верст», после чего поляки двинулись на Москву, где к ним присоединились казаки под началом гетмана Сагайдачного. Казаки эти успели взять Ливны и Елец, но увязли, потеряв людей в тщетной обороне Михайлова.
В ночь с 30 сентября на 1 октября 1618 года поляки предприняли штурм Москвы. Два перебежчика, «француския немцы», предупредили москвичей о готовящемся штурме. Поляки пытались атаковать Арбатские ворота Белого города. «Ворота острожные выломили петардами, а острог просекли и поломали во многих местех и в острог вошли». Русским воинам удалось отбить этот штурм, нанеся противнику тяжелые потери, по некоторым данным, до 3000 наступавших было убито. После нескольких бесплодных переговоров в деревне Деулино 1 декабря 1618 года было наконец подписано долгожданное перемирие на 14 с половиной лет, полякам были отданы Смоленская, Черниговская и Северская области, 14 городов, среди которых были Смоленск, Чернигов, Дорогобуж, Трубческ, Рославль... Для царя Михаила Федоровича отраден был пункт о размене пленных: его отец, митрополит Филарет, мог вернуться в Московское государство.