В середине января 1078 года объединенное войско подошло к Полоцку. По утоптанному сторожами снегу, с лестницами и крючьями войско двинулось на приступ города, по-видимому, без применения стенобитных и метательных орудий. Вскоре несколько десятков тяжелых лестниц были установлены у крепостных стен города. И тысячи людей одновременно бросились на штурм. Стрелки, стоявшие у стен, осыпали гребень стены стрелами. Когда ополченцы завязали бои на стенах, князья послали в бой дружинников. Вскоре город был взят и разграблен осаждающими — русскими и половцами. Среди городских трофеев не оказалось главного — полоцкого князя Всеслава.

Владимир Мономах пытался найти князя Всеслава в городке Одреск Полоцкого княжества. Город вместе с половцами был взят и разграблен, но и там не оказалось неукротимого князя. Позднее, вспоминая события 1078 года, Владимир Мономах записал в своем «Поучении»: «...а на другую зиму со Святополком под Полоцк, и выжгли Полоцк, он пошел к Новгороду, а я с половцами на Одреск войною, и в Чернигов».