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».