Жолкевскому удалось незаметно подойти к расположению русских и проделать проходы в окружавшем лагерь плетне. Гетман не стал ждать подхода немецких ландскнехтов с фальконетами, а скомандовал общую атаку. Предварительно он приказал зажечь деревню, чтобы противник не смог использовать ее в качестве опорного пункта. Пехота Делагарди успела огнем задержать польскую конницу и тем выиграла время для построения русско-шведского войска в боевой порядок. Наемная пехота и стрельцы сдержали натиск польской кавалерии из отряда Жолкевского, но казаки и польско-литовские всадники Зборовского опрокинули московскую конницу. Отступая, та расстроила ряды собственной пехоты. Конница и пехота в беспорядке отступили в обоз, где имелось 18 пушек. Конница Жолкевского в это время несколько раз атаковала войска Делагарди, но не могла прорвать их фронт. Только с появлением на поле боя немецких ландскнехтов с фальконетами произошел окончательный перелом. Огонь фальконетов разрушил значительный участок плетня, и свежий отряд пехоты опрокинул пехоту шведов. Затем атаки неприятеля не выдержала и конница Делагарди. На ее плечах пехота и конница Жолкевского ворвалась в шведский лагерь. Гетман предложил наемникам почетную капитуляцию, и 3 тысячи из них ее приняли, перейдя позднее на службу в польское войско.

Увидев разгром отряда Делагарди, русские воеводы стали спасаться бегством в лес. Поляки и казаки их не преследовали, занятые грабежом лагеря. Вскоре капитулировали и Валуев с Елецким в Царёво-Займище. Делагарди с остатками своего войска ушел в Швецию.

После Клушинского сражения бояре свергли Василия Шуйского и насильно постригли его в монахи. Они избрали на трон сына Сигизмунда королевича Владислава. Жолкевский подошел к Москве и расположился лагерем на Хорошевских лугах. С другой стороны к столице подошли Лжедмитрий II вместе с литовским магнатом Яном Сапегой и заняли Коломенское. Гетману удалось договориться с Сапегой, чтобы тот ушел в Северскую землю. «Тушинский вор» остался в одиночестве и отступил в Калугу. Вскоре он был убит в результате заговора своих сподвижников.

21 сентября 1610 года по просьбе боярского правительства из 7 человек (так называемой «Семибоярщины») Жолкевский ввел в Москву гарнизон из 3,5 тысячи поляков и 800 немецких пехотинцев и в октябре отбыл к королю под Смоленск.

«Семибоярщина» не пользовалась популярностью. Для борьбы с ней в Рязани началось формирование земского ополчения во главе с воеводой Прокопием Ляпуновым. Оно состояло из дворян, детей боярских, стрельцов, добровольцев из числа посадских людей, а также даточных людей, выставляемых по набору дворянами из числа собственных крепостных. К ополчению присоединились бывшие тушинцы из Калуги и Тулы во главе с князем Дмитрием Трубецким и атаманом Иваном Заруцким, а в феврале 1611 года – Нижний Новгород и ряд городов Среднего Поволжья и Севера. В начале марта ополчение двинулось к столице.

В самой Москве 19–20 марта произошло антипольское восстание, подавленное гарнизоном во главе с польным гетманом Гонсевским. В восстании участвовали посадские люди, часть московских дворян и группы пробравшихся в Москву ратников ополчения. Одним из вождей восставших был князь Дмитрий Пожарский, будущий руководитель Второго ополчения. Для подавления восстания поляки подожгли город. Удержать Кремль и другие стратегические пункты полякам помог срочно переброшенный из Можайска полк Струся. После того как многие деревянные дома сгорели, повстанцы ушли из Москвы и присоединились к подходившему к столице ополчению.

24 марта главные силы ополчения подошли к Симонову монастырю и построили вагенбург. Поляки атаковали лагерь, но были отбиты и заняли оборону на стенах монастыря.

Вскоре в рядах ополчения возникли разногласия между бывшими тушинцами и земскими людьми. Ляпунов был убит казаками, после чего земское ополчение отступило от Москвы. У города остались тушинцы во главе с казачьим атаманом Заруцким и князем Дмитрием Трубецким. Но у них не хватало сил для полной блокады столицы, и польский гарнизон получал снабжение от королевской армии, стоявшей у Смоленска. Однако осаждавшие Смоленск шляхта и наемники были утомлены осадой крепости. После взятия Смоленска 2 июня 1611 года Сигизмунд, оставив в городе гарнизон, вынужден был, опасаясь мятежа, распустить свою армию и вернуться в Польшу. Тем временем шведы летом 1611 года заняли Новгород, Псков и Тихвин.

После распада Первого ополчения в Поволжье стало формироваться Второе ополчение. Решающую роль в его создании сыграло купечество Нижнего Новгорода. 1 сентября 1611 года нижегородский посадский староста Козьма Минин-Сухорук бросил клич о всеобщем ополчении и сборе пожертвований на его содержание. На нужды ополчения направлялась пятая часть всех сборов с посадов, городских монастырей и монастырских вотчин. Минин официально стал «выборным человеком», отвечавшим за казну ополчения. Главным же воеводой стал князь Дмитрий Пожарский.

В начале апреля 1612 года войска ополчения заняли Ярославль, который гарнизон московского правительства сдал без боя. Здесь в противовес «Семибоярщине» был сформирован Совет всей земли, армией которого стало земское ополчение. Его отряды заняли Тверь, Владимир, Рязань и ряд других городов, перерезав пути к Москве с востока и северо-востока. Численность ополчения достигала 30 тысяч человек.

В конце июля ополчение выступило из Ярославля в поход на Москву. 3 августа его авангард подошел к Белому городу и разбил лагерь между Тверскими и Петровскими воротами. Второй отряд ополченцев 12 августа возвел острожек между Тверскими и Никитскими воротами. Эти отряды блокировали смоленскую дорогу, по которой должен был подойти польский гетман Ходкевич с подкреплениями для московского гарнизона. 20 августа еще один русский отряд занял район Арбатских ворот. Казаки Трубецкого, в свою очередь, расположились к юго-востоку от Белого города – у Яузских ворот и на Воронцовом поле.

Трубецкой предлагал присоединить свои силы к ополчению, но Пожарский воздержался от перемешивания ополченческих отрядов с казачьими. Польский гарнизон оказался оттеснен в Кремль и почти полностью блокирован. Осажденные начали испытывать острую нехватку продовольствия. К тому времени вместо Гонсевского, вернувшегося в Литву, гарнизон Кремля возглавили Струсь и Будила. Всего в Кремле было осаждено около 3 тысяч поляков и немецких наемников.

21 августа со стороны Вязьмы к Москве подошла армия Ходкевича, насчитывавшая около 12 тысяч человек, в том числе около 8 тысяч украинских реестровых казаков. Пехоты же было лишь 1,5 тысячи. Ему противостояло не менее 20 тысяч ополченцев и около 5 тысяч казаков Трубецкого. 22 августа гетман форсировал реку Москву у Новодевичьего монастыря и атаковал конницу Пожарского на Девичьем поле. В ходе семичасового боя русские были оттеснены к Чертольским воротам. После этого Ходкевич ввел в дело пехоту, штурмовавшую Земляной вал. Русская кавалерия спешилась и помогла своим пехотинцам отразить этот штурм. Польский гарнизон предпринял вылазку в направлении Чертольских ворот и в Замоскворечье, но был отражен. В это время во фланг Ходкевичу ударили казаки Трубецкого, подкрепленные пятью сотнями конных ополченцев. Польские войска не выдержали натиска превосходящих сил противника и отступили к Поклонной горе.