2 февраля 1590 года к Ивангороду и Нарве подтянулись остальные полки русской армии, начав осадные работы.
В ночь с 4 на 5 февраля установленные на батареях орудия приступили к бомбардировке крепостей. Отряды русской конницы были посланы разорять селения в окрестностях Раквере, где находились главные шведские силы во главе с командующим королевскими войсками в Эстляндии генералом Г. Банером. Предпринятый 19 февраля 1590 года штурм Нарвы и Ивангорода русские повели разом с семи направлений. Колонна, устремившаяся в главный пролом, насчитывала более 5 тыс. воинов, из них 2 тыс. стрельцов и 1 тыс. казаков. Шведы отбили штурм с большими потерями с обеих сторон. Отступив, русские возобновили бомбардировку. Обстрел русской артиллерии был весьма интенсивен, и, не выдержав обстрела, 20 февраля, на следующий день после штурма, шведы запросили перемирия.
Съезды парламентеров проходили на р. Нарове, и когда переговоры заходили в тупик, русская артиллерия возобновляла обстрел крепости. Поначалу московские представители заняли жесткую позицию, требуя от противоположной стороны уступки «государевых вотчин»: Ругодива, Ивангорода, Копорья и Корелы (Ям русские войска к тому времени уже заняли). Однако ввиду приближающейся весны требования смягчились, и они согласились ограничиться передачей на московскую сторону трех городов: Яма, Ивангорода и Копорья.
25 февраля 1590 года в русском лагере близ Нарвы сроком на один год было подписано предварительное перемирие, согласно которому России передавались указанные выше города. В случае согласия короля Юхана III завершить войну миром возвращению подлежали Нарва (Ругодив) и Корела (Кексгольм). Однако перемирие не было признано шведским королем.