Еще в январе месяце царь назначил больших послов для переговоров с поляками о мире. Главным уполномоченным он выбрал испытанного московского дипломата боярина Федора Ивановича Шереметева; по старому обычаю, для большего представительства ему придан титул наместника Псковского; а в товарищи ему даны окольничий князь Алексей Мих. Львов с титулом наместника Суздальского, дворянин Проестев, как наместник Шацкий, дьяки Нечаев и Прокофьев. В начале апреля послы в сопровождении большой военной свиты, состоявшей из 500 человек стольников, дворян, жильцов и детей боярских, приехали в Вязьму. А польские комиссары остановились в главной квартире Казановского, т. е. в селе Семлеве между Вязьмою и Дорогобужем, в 15 верстах от Вязьмы. На старом московско-литовском рубеже, на берегу речки Поляновки, с обеих сторон были поставлены шатры, один против другого; здесь собирались уполномоченные. Съезд открылся только в середине апреля.

Сначала переговоры налаживались туго, вследствие непомерных польских требований. Поляки снова поднимали вопрос о присяге, принесенной москвитянами Владиславу как своему царю. Русские отвечали, что та присяга давно смыта многою кровью в московское разоренье. Поляки предложили устранить Михаила Феодоровича и выбрать на престол другого из среды знатных бояр. О таком деле московские послы и разговаривать не хотели. За один отказ от московского престола поляки потребовали ежегодной уплаты по 100 000 рублей и, кроме того, уплаты за военные издержки. Москвичи назвали такие речи «непригожими». Тогда поляки, кроме возвращения всех городов, уступленных по Деулинскому перемирию, потребовали прибавки нескольких других городов, все за освобождение москвитян от присяги Владиславу. А московские послы уступали в каждое заседание по одному или по два города. Несколько раз поляки с шумом вставали и делали вид, что намерены прервать переговоры; но последние возобновлялись, благодаря дальнейшим уступкам со стороны русских послов, которые начали предлагать и деньги. Они имели наказ за признание царского титула и оставление за Москвой некоторых городов давать, начиная с 10 000 и далее, в случае крайности до 100 000 руб. В Семлево прибыл сам король, и стал принимать близкое участие в переговорах, хотя лично и не присутствовал на съездах, а скрытно сидел где-нибудь по соседству или просто лежал на траве на берегу реки Поляновки. Посольских заседаний было более 30. Наконец, во второй половине мая, обе стороны пришли к обоюдному соглашению. Но только 3 июня последовала подпись Поляновского договора о вечном докончании между Московским государством и Речью Посполитою.

В силу этого договора Владислав навсегда отказался от своих притязаний на московский престол и даже обязался возвратить избирательную на его имя грамоту, вывезенную из Москвы Жолкевским. Но зато полякам возвращены были все города, захваченные нами в начале войны, кроме Серпейска с уездом. Геройски защищаемая крепость Белая также была возвращена. В течение года все военнопленные подлежали обоюдному размену. Кроме того, боярин Шереметев с епископом Жадиком заключили тайную статью об уплате 20 000 рублей Владиславу за оставление в нашем владении Серпейска и за отказ его от титула царя московского. Сумма эта назначалась лично для короля, вечно нуждавшегося в деньгах. Польские комиссары пытались включить в договор обязательство иметь с Польшею общих врагов, подданным обеих сторон свободно вступать в брак, приобретать вотчины и поместья и ставить в них католические церкви. Но русские уполномоченные такие обязательства отклонили. Тем не менее польские комиссары были довольны заключенным миром; подписание его праздновали угощением русских послов, и память о нем с именами двух государей предлагали увековечить насыпкою двух курганов и постановкою на них двух памятных столбов с надписями польскою и русскою. На сие предложение Шереметев отвечал, что «в Московском государстве таких обычаев не повелось» и что все это дело, совершившееся волею Божией и повелением великих государей, «написано будет в посольских книгах».

Нельзя сказать, чтобы русские уполномоченные достигли всего, чего могли достигнуть Поляновским договором. Владислав сам находился тогда в затруднительном положении и нуждался в скорейшем заключении мира с Москвою. С юга турецкий султан двигался к пределам Польши; на севере истекал срок перемирия со Швецией; войско роптало на неуплату жалованья; неудача под Белой значительно ослабила впечатления смоленского торжества. Покончив с Шеиным, который столь долгое время камнем лежал на всех военный операциях, Москва могла теперь свободнее распоряжаться своими силами для продолжения войны, Но с другой стороны, преобладающим стремлением здесь была жажда мира и отдыха после такого страшного напряжения и таких неслыханных потерь. К довершению бедствий, в апреле месяце, т. е. во время самых переговоров, столицу вновь опустошил огромный пожар: выгорела половина Китая-города, значительная часть Белого и Земляного со многими церквами. Уныние, произведенное этим опустошением, еще более побуждало правительство к уступкам ради скорейшего прекращения войны. С своей стороны, Михаил Феодорович был очень доволен тем, что Речь Посполитая наконец признала его московским царем, и, следовательно, династия его упрочивалась. А потому русских уполномоченных по возвращении в столицу ожидал самый благосклонный прием. В 57 верстах от нее, в селе Кубенском, их встретил стольник Бутурлин, сказывал им милостивое государево слово и спрашивал их о здоровье. 5 июня государь их чествовал обедом у себя в Столовой палате. Перед обедом князь Львов из окольничих был пожалован в бояре, а Проестев в думные дворяне. После обеда посольским дьяком Грамотиным за службу и радение объявлены были царские награды: Ф.И. Шереметеву пожалованы атласная шуба на соболях, кубок, денежной придачи к прежнему окладу 100 руб., да из черных волостей вотчина с крестьянами в 1000 четей; князю Львову шуба, кубок, 80 руб. к окладу и вотчина в 800 четей; Проестеву шуба, кубок, 50 руб. к денежному окладу и 100 четвертей к поместному. В соответственном размере награждены и дьяки Нечаев и Вас. Прокофьев. Князь Федор Федорович Волконский-Меринов за оборону Белой был из стольников пожалован в окольничие — награда сравнительно скромная. Впрочем, кроме того, ему увеличили оклад и прибавили 700 четвертей в вотчину, а еще пожалованы шуба атласная и кубок.

Во время Поляновских переговоров решилась и участь пресловутого воеводы боярина Шеина.

3 марта воротились в Москву Горихвостов и Пятый Спиридонов и донесли государю о перемирии, заключенном Шеиным, и об унижении русской рати, свидетелями которого они были сами. На следующий день некто Глебов был отправлен на встречу этой рати; причем он должен было бъявить ратным людям, русским и немецким, что «их служба, радение, и нужда, и крепкостоятельство государю и всему Московскому государству ведомы», а у Шеина с товарищами взять списки всех условий перемирия, всего снаряду и оружия, отданного королю, и всех оставшихся ратных людей, и эти списки тотчас привезти государю. То было первым предвестием кары, ожидавшей воеводу, и не могло не смутить его; хотя перед выступлением в обратный поход он бодрился и говорил, что много голов падет прежде, чем доберутся до его собственной. Когда он прибыл в Москву, там для допроса его с товарищами уже была назначена особая комиссия, которую составили: князь Ив. Ив. Шуйский, кн. Анд. Вас. Хилков, окольничий Вас. Ив. Стрешнев, дьяки Бормосов и Дм. Прокофьев. Как эта комиссия допрашивала «взятых за приставы» (т. е. арестованных) воевод и что они показали в своих расспросных речах, а также, что показали на них многие ратные люди, о том подлинных актов пока не найдено. Имеем перед собою только конец розыска и судебный приговор. Впрочем, все поведение главных воевод теперь, благодаря Разрядному архиву, настолько выяснилось, что их собственные показания не могли бы изменить сущности дела в глазах историка.