В 1576 г. королем Речи Посполитой стал трансильванский князь Стефан Баторий, опытный политик и талантливый полководец. Летнее наступление русских войск в Южной Ливонии не смутило короля. Баторий полагал, что воевать в Ливонии с бессмысленно, удар надо наносить непосредственно по вражеской территории. Целью первого похода король выбрал Полоцк. Когда в конце июня королевский гонец привез Ивану Васильевичу грамоту с объявлением войны, царь стал собирать войска. Он знал, что король пойдет на Полоцк, но вместо того, чтобы принять меры к защите города, собрал рать на границе с Ливонией. Царь хотел вести войну наступательную, хотя стратегическая обстановка требовала готовиться к войне оборонительной. В итоге, Иван IV не смог помочь осажденному городу. Запись об этом присутствует в Разрядной книге под 7087 годом: «А государь сам на короля под Полотеск приитить не успел, потому что изо Пскова воевод со многими людми послал в Курляньские немцы да той вести, а из далных городов люди не поспели
» (100). 30 июня армия Батория покинула Вильно, под командованием короля было 40 000 воинов (130, 223). Когда о вторжении Батория стало известно Ивану IV, в Полоцк было отправлено подкрепление. 1 августа из Пскова выступила рать под командованием Бориса Шеина и Федора Шереметева, но время было упущено, воеводы успели дойти только до крепости Сокол.В начале августа к Полоцку подошли отряды литовского гетмана Николая Радзивилла, 11 числа этого же месяца к городу прибыли главные силы польско-литовской армии во главе с королем. К этому времени укрепления, разрушенные во время осады 1563 г., были полностью восстановлены: рвы углубили и заново отстроили сгоревшие деревянные стены. В городе было три узла обороны – Верхний замок, Стрелецкий замок и Заполотье. Наиболее мощными укреплениями обладал Верхний замок: «Холм, на котором возвышается Верхний замок, со всех сторон обрывист и окружен повсюду весьма высоким валом и большими глубокими рвами, для усиления которых употреблены были все средства; стены же и башни ее очень тверды и состоят из нескольких связанных между собой рядов из весьма крепкого дуба
» (3, 54). Царь не пожалел казны и вместо стен из сосны по его приказу были воздвигнуты мощные дубовые укрепления. Стрелецкий замок возвели на территории Великого посада, который был лишь частично восстановлен после пожара 1563 г. Из Верхнего замка в Заполотье можно было попасть по деревянному мосту через реку Полоту. Согласно Разрядной книге, за оборону Верхнего замка отвечали воеводы Василий Телятевский и Иван Зюзин, Петр Волынский командовал в Заполотье, князь Дмитрий Щербатый и Дьяк Матвей Ржевский распоряжались в Стрелецком замке (99, 298). Артиллерией командовали воеводы Иван Лобанов, Остафий Пушкин и Захарий Сугорский-Белозерский (101, 165). В гарнизоне насчитывалось 6000 воинов (154, 109), на стенах и башнях города находилось 38 пушек, 300 «гаковниц» – затинных пищалей и 600 «долгих ручниц» (130, 225). В Полоцке было достаточно продовольствия и пороха, воеводы хорошо подготовили город к обороне.