Следующий бой с гетманом Ходкевичем состоялся 24 августа. Вновь его полки стали предпринимать попытки пробиться к Кремлю. Д.Т. Трубецкой загородил ему проход от Лужников. Д.М. Пожарский расположился у церкви Ильи Обыденного на берегу Москва-реки. Часть его отрядов заняла позиции во рву Деревянного города.
Бой разгорелся с самого утра и продолжался шесть часов. Полки Пожарского были буквально втоптаны в реку. Трубецкой же предпочел отойти в свой лагерь. Это позволило гетману занять позиции у церкви Екатерины Мученицы и у острожка около церкви Климента на противоположном берегу Москвы-реки как раз напротив Кремля.
Необходимо было сделать все возможное, чтобы не позволить Ходкевичу переправиться на противоположный берег и соединиться с польским гарнизоном.
Авраамий Палицын тут же направился к казакам Трубецкого и пообещал им всю троицкую казну, если они вступят в бой с гетманом. В итоге те вместе с воинами Второго ополчения с двух сторон напали на Клементьевский острожек и выбили из него литовских людей. В этом бою полегло более 700 человек из войска Ходкевича.
В острожке вновь сели ополченцы. Кроме того, они устроили засады в ямах и кустах, чтобы не пропустить гетмана в город.
Чтобы довершить разгром Ходкевича, Кузьма Минин попросил у Пожарского воинских людей. Он хотел сам повести их в бой. Получив три сотни дворян во главе с ротмистром Хмелевским, Минин перешел реку и у Крымского двора ударил по стоявшим там отрядам гетмана. Тем пришлось отойти к главному лагерю у Донского монастыря. По дороге ощутимый урон им наносили сидевшие в засаде воины. Все кончилось тем, что Ходкевич принял решение вообще отойти от Москвы. Некоторые ополченцы хотели броситься за ним вслед, но воеводы не пустили их. Они лишь разрешили стрелять им вслед. В итоге канонада продолжалась почти два часа.
Общая победа сплотила ополченцев. Было решено, что для решения важных дел руководители всех полков будут съезжаться на р. Неглинке. Там было построено специальное здание для общего штаба. На одном из первых заседаний постановили, что руководство ополчениями будет общим. Грамоты будут рассылаться от имени Д.Т. Трубецкого и от имени Д.М. Пожарского. Грамота, подписанная только одним полководцем, будет считаться ложной.
Для предотвращения нового наступления гетмана выкопали ров вдоль Москва-реки у Кремля и Китай-города. Около него поставили плетеную изгородь с круглосуточным дежурством специально для этого назначенных воинов.
После этого руководители ополчения стали разрабатывать совместный план очищения Китай-города и Кремля от поляков. Прежде всего вдоль этих укреплений расположили особые охранные отряды, которые должны были пресекать любые контакты осажденных с внешним миром. Затем начались массированные обстрелы территории Китай-города, имевшего более низкие укрепления по сравнению с Кремлем.
Ополченцам приходилось держать под своим контролем и другие города страны. Так, в конце сентября 1612 г. из Вологды пришло известие о нападении на нее вольных казаков. Они убили одного из воевод, окольничего Г.Б. Долгорукова, и полностью разграбили и сожгли город. Для борьбы с казаками были отправлены отряды под руководством воевод Г. Образцова, Ф. Елецкого и А. Сицкого. Им удалось восстановить порядок в северных городах.
Наконец, 22 октября 1612 г. после артобстрела и мощной атаки ополченцам удалось отбить у поляков Китай-город. После этого начались переговоры о сдаче Кремля.
К этому времени положение осажденных москвичей и членов польского гарнизона стало критическим. Уже давно не было продовольствия, фуража, дров и боеприпасов. Многие питались травой, варили кожу от ремней, сапог и даже страницы пергаментных книг. Воины из польского гарнизона даже занялись людоедством. Они подстерегали одиноких прохожих, убивали их и засоливали трупы в бочках.
После взятия Китай-города бояре стали просить ополченцев позволить их женам и детям покинуть Кремль. Они боялись, что те пострадают во время штурма. Пожарский и Трубецкой пошли им навстречу и позволили женщинам и детям выйти из Кремля. Чтобы казаки их не ограбили, они приставили к ним охрану и отправили к родственникам.
Среди этих женщин и детей были и будущий царь Михаил Федорович Романов с матерью, инокиней Марфой Ивановной. Они тут же поехали в свое имение Домнино около Костромы, чтобы быть подальше от главных баталий Смутного времени. Естественно, что ни юный Михаил, ни его мать не подозревали о скорой кардинальной перемене в их судьбе.
После потери Китай-города поляки из московского гарнизона окончательно поняли, что им следует сдаться. К руководителям ополчения были отправлены парламентарии, которые обговорили условия капитуляции. Первыми из ворот Кремля должны были выйти московские бояре и другие представители знати. Д.Т. Пожарский должен был взять их под свою защиту и гарантировать безопасность. На следующий день, 26 октября, следовало сдаться полякам во главе со Струсем. Им полагалось отправиться в расположение полков Трубецкого.
В итоге, как отметили современники, бояр никто не тронул, хотя казаки и пытались их ограбить. Пожарский даже помог некоторым «семибоярщикам» беспрепятственно покинуть Москву и уехать в свои имения. Поляки же были полностью ограблены и побиты казаками.