Отбив приступ, в полоцкой крепости погасили пожар. Еще несколько дней глядели, как неприятель сколачивает осадные башни, тащит на них пушки для прицельного огня, ведет подкопы к стенам. Скоро пушки начали обстреливать кремль зажигательным снарядом. Полые ядра, начиненные порохом, рвались, воспламеняя соломенные кровли, плетни, запасы сена. Трава горела у зданий, пламя лизало пороги, боковины домов, мостки и перекрытья крепостной ограды, бойницы. Осажденные не спали, истекали кровью, падали от усталости и, в конце концов, потребовали от воевод мирных переговоров.
Воеводы и архиепископ Киприан не хотели о том слышать, говоря: «Страшимся не злобы Стефановой, а гнева царского!» В благородном отчаянии они задумали взорвать крепость и погрести себя под развалинами. Но слабый духом Петр Волынский и стрельцы не дали исполнить сего гордого намерения и предложили условия замирения Стефану. Тот, торопясь к Пскову и из уважения к проявленной защитниками храбрости, немедля согласился допустить исход сановников, духовенства и рядовых вместе с семьями и движимым имуществом в Москву. Желающим вступить на польскую службу обещались великие милости. Образчиками показывались перебежчики Курбский, Вишневецкий, Заболоцкий, Магнус, каждый со своими людьми, ездившие за Баторием, ждавшие исполнения его обещаний получить уделы, сесть на первые места в устроенной по краковскому лекалу Думе.
Воеводы, избегая разделить бесчестие, заперлись с архиепископом и высшим клиром в древней Софийской церкви. Оттуда их силою приволокли к Баторию, униженных, угрюмо смиренных. Россияне чувствовали добро короля, не походил он на державных извергов. Стать, взгляд, обращение выдавали благородного противника. Весь облик его взывал к чести. Пред ним умолкало желание низкой лестью или предательством добиться презренного прощения. Плененные воеводы не сломились великодушием, требовали себе смерти, в противном случае, ожидали ее от Иоанна, не входило в число тех, коих он прощал бесконечно. Стефан никого не казнил, долго не отпускал из шатров, медля возвратить врагу верных доблестных воинов. Те на улицах сталкивались с перебежчиками, плевали им в лицо. Меж домов и палаток завязывались драки, кончавшиеся кровопролитием.
Повелев очистить крепость, наполненную разлагающимися трупами, король торжественно въехал в город, объявив Полоцк столицей возвращенного литовского воеводства. Заложил первый камень возведенной позднее великолепной церкви католического вероисповедания. Софийскую церковь он оставил греческой вере, но, низринув архиепископа Киприана, поставил во главе ее послушного витебского святителя. В отдельной грамоте Баторий провозгласил свободу вер, желая терпимостью привлечь к себе сердца будущих подданных, которых собирался он искать в новых покоренных, по его же словам – освобождаемых от тирана русских городах. Своим любимцам иезуитам Стефан роздал богатые местности в Белоруссии, наказав строить школы при римских приходах, образовывать, улучшать туземные нравы. Полоцк, удел потомства Владимира и Рогнеды, был утерян до царства Екатерины Великой.
Неутомимый Стефан слал войско к Соколу, стремился выбить робких, ослабленных уходом донских казаков противников. 19 сентября коалиционное войско осадило Сокол, 25-го были зажжены башни и под звуки труб поляки, венгры, литовцы пошли на приступ. Россияне поспешно заливали огонь водою, таскаемой из прудов, но враз запылали многие бревенчатые здания. Пламя не оставляло безопасного места для пяти-шести тысяч московитов. Была сделана отчаянная вылазка. Наши долго бились и уступили превосходящей силе, попятились в крепость. Немцы на плечах защитников ворвались в кремль. В тесноте началась резня невообразимая. Россиянам удалось затворить ворота, опустить решетку за мостом, не оставив ни себе, ни врагам выхода. Рубились в дыму и пламени, задыхались, горели, пока литовцы и поляки извне не разбили тараном ворота и не вломились в кремль для дальнейшего русских истребления. Пало четыре тысячи воинов. Спасся умелый на то Шереметьев с некоторым числом боярских отроков. Был среди них и Василий Шуйский с двумя братьями, кроме Пуговки.
В остервенении злобы за павших товарищей иноземные наемники били мертвых, отрезали уши, носы, кожу с лица воеводы Шеина и других храбрецов. Стефан же, не выпуская удачи, гнал полки, спешно беря Красный, Козьян, Ситну, Туровль, Нещерду. Была опустошена и очищена от московских гарнизонов Северская земля до Стародуба, выжжено две тысячи селений в Смоленской области.
Царь продолжал неподвижно стоять в Пскове с сорока тысячным войском, получая каждый день все более устрашающие новости. Стефан шел к нему. Иоанн с веселой миной при плохой игре угощал там на пирах польского посла Лопатинского, будто никакой войны не было, король с войском не приближался, и Речь была дружественным государством. Бесконечно толковалось о вечном мире, о родстве и дружбе искренней с Баторием. Лопатинскому вручили примирительное письмо и отпустили к королю с Богом.