В июле 1576 г. Стефан отправил в Москву послов Груденского и Буховецкого с предложением не нарушать перемирия и прислать опасную грамоту на великих послов. Однако в грамоте Иван IV был назван не царем, а великим князем, а также содержалось несколько других, недопустимых с точки зрения дипломатического этикета, положений. Возмущенные бояре ответили послам: «Мы удивились, что господарь ваш не называет нашего господаря царем и великим князем смоленским и полоцким и отчину нашего господаря, землю Лифляндскую, написал в своем титуле. Господарь ваш пришел на королевство Польское с небольшого места, с воеводства Седмиградского, которое подчинено было Венгерскому государству. А нашего государя все его братья, великие господари, главные на своих королевствах, называют царем: так вам бы, паны, пригоже было советовать Стефану королю, чтобы вперед таких дел не начинал, которые к разлитию христианской крови приводят». Послов не позвали обедать за то, что они не объявили о родстве Батория, но опасную грамоту на великих послов все-таки дали.

Узнав о походе царя Ивана в Ливонию в 1577 г. и о взятии там городов у поляков, Баторий упрекал Ивана в том, что тот, послав опасную грамоту и не объявив войны, забирает у него города. Царь отвечал на это: «Мы с божиею волею отчину свою, Лифляндскую землю, очистили, и ты бы свою досаду отложил. Тебе было в Лифляндскую землю вступаться непригоже, потому что тебя взяли с Седмиградского княжества на Корону Польскую и на Великое княжество Литовское, а не на Лифляндскую землю. О Лифляндской земле с Польшею и Литвою что велось, то делалось до тебя: и тебе было тех дел, которые делались до тебя, перед себя брать непригоже».

В январе 1578 г. в Москву приехали «великие польские послы» воевода мазовецкий Станислав Крыйский и воевода минский Николай Сапега и начали говорить о «вечном мире». Но обе стороны выдвигали такие условия, что заключение вечного мира было невозможно. Кроме Ливонии, Курляндии и Полоцка царь требовал Киев, Канев, Витебск, и обосновывал свои требования, выводя родословную литовских князей от полоцких Рогволодовичей. «Эти князья (Гедеминовичи), — говорил он, — были славные великие государи наши братья, во всей вселенной ведомые и по родству (по коленству) нам братья, поэтому Корона Польская и Великое княжество Литовское — наши вотчины, ибо из этого княжеского рода не осталось никого, а сестра королевская государству не отчич. Князья и короли польские были в равенстве, в дружбе и любви с князьями галицкими и другими в той украйне, о Седмиградском же государстве нигде не слыхали. И государю вашему, Стефану, в равном братстве с нами быть непригоже, а захочет с нами братства и любви, так он бы нам почет оказал».

Послы обиделись за своего государя и привели в пример царя Давида, который также был избран из низкого звания, но и тут Иван не растерялся и велел отвечать послам: «Давида царя бог избрал, а не люди».

Тем не менее, в январе 1578 г. в Москве было подписано очередное перемирие сроком на три года, считая от 25 марта 1578 г. Причем, в грамоте, подписанной от имени царя, было внесено условие: «Тебе, соседу [а не брату — А. Ш.] нашему, Стефану королю в вашей отчине, Лифляндской и Курляндской земле, в наши города, мызы, пристанища морские, острова и во всякие угодья не вступаться, не воевать, городов не заседать, новых городов не ставить, из Лифляндии и Курляндии людей и городов к себе не принимать до перемирного срока». В польской же грамоте, написанной послами от имени Стефана, это условие отсутствовало.

Но Стефан не собирался выполнять условия перемирия. Он не очень надеялся на польские и литовские войска и нанял в Германии и Чехии несколько полков пехоты, а также закупил в Западной Европе лучшие по тем временам пушки и нанял к ним прислугу. Приготовившись таким образом, Баторий в июне 1579 г. послал в Москву гонца с объявлением войны. Причиной же разрыва отношений он назвал вступление Ивана в Ливонию, несмотря на перемирие с Литвой.

Для начала Стефан Баторий, который был опытным полководцем, решил овладеть Полоцком, названный им «ключом к Ливонии и к самой Литве». В начале августа войско Батория двинулось берегом вверх по Двине. Московские воеводы, чтобы напугать неприятеля, пускали вниз по реке трупы пленных, привязанные к бревнам. В Диене Баторий переправился через Двину по понтонному мосту, составленному из лодок.

И, наконец, 11 августа 1579 г. поляки осадили Полоцк. Войска Батория расположились следующим образом: у Двины стала венгерская пехота, у их лагеря был наведен понтонный мост. Ниже венгров на берегу реки Полоти стал лагерем воевода трокский Николай Радзивилл с литовскими войсками и польскими частными армиями (в польских источниках их именовали «охотниками»). По другую сторону Полоти была ставка короля, и находились королевские войска. Их лагерь окружали повозки, соединенные железными цепями и установленные за глубоким рвом с насыпью. Выше королевского лагеря расположился немецкий наемный отряд.

Осадные действия начались со стороны венгров. Были проведены подступы к стенам внешних укреплений, остававшихся на Заполотье, и открыта по ним бомбардировка из пушек. Видя невозможность здесь удержаться, осажденные подожгли укрепление и удалились в Большой город.

У стен Большого города осаждающие построили укрепление, откуда открыли огонь из осадных орудий. Ядра пробивали деревянные стены, но не разрушали их. Тогда стали бросать каленые ядра по способу, изобретенному самим Баторием во время венгерских междоусобных войн, но и против них полоцкие стены оказались неуязвимыми. С. М. Соловьев писал: «…жители, старики и женщины бросались всюду, где вспыхивал пожар, и тушили его, на веревках спускались со стен, брали воду и подавали в крепость для гашения огня. Множество при этом падало их от неприятельских выстрелов, но на место убитых сейчас же являлись новые работники».

Отдавая должное врагу, король Стефан писал, что «московиты в обороне крепостей стойкостью и мужеством превосходят все иные нации».

Царь, узнав об осаде Полоцка, двинул туда передовые отряды под начальством окольничих Бориса Шеина и Федора Шереметева. Но эти воеводы, увидев, что все дороги к Полоцку перегорожены войсками Батория, заняли крепость Сокол и оттуда препятствовали подвозу фуража и продовольствия к осаждавшим, избегая столкновений в чистом поле с высланными против них полками под начальством Криштофа Радзивилла и Яна Глебовича.

Вскоре в лагере осаждавших начался голод. Положение их осложнялось еще и тем, что начались проливные дожди, дороги размыло, обозные лошади падали, а ратники не могли найти сухого места даже под шатрами. Особенно страдали немцы, привыкшие воевать в богатых, густо населенных странах.

Не видя способа справиться с возникшими трудностями, король созвал военный совет. Большинство воевод высказалось за то, чтобы немедленно идти на приступ, но Баторий не согласился. «Если приступ не удастся, — говорил он, — что тогда останется делать? Отступить со стыдом!» Пообещав венграм большие награды, король уговорил их подобраться к стенам крепости и зажечь их одновременно со всех сторон.