У Великих Лук поляков ожидал сюрприз — прибытие московского посольства. Некоторое время Иван колебался, как поступить с этим посольством. Приказать посольству следовать за армией нападающих для него было жестоким унижением. После взятия Велижа Иван созвал один из тех соборов, о которых я уже говорил раньше. Собор высказался за решительное сопротивление, и царь велел приказать Ивану Сицкому, Роману Михайловичу Пивову и Фоме Палентелееву вернуться. Но скоро пришли тревожные вести, что поляки многочисленны, и Грозный дал своим уполномоченным новые инструкции, обнаружившие, что он лучше защищается на дипломатическом поле, чем на другом. Он предлагал Баторию Курляндию, которая никогда не принадлежала Москве, и больше шестидесяти пяти ливонских городов, искусно выбранных, а тридцать пять других оставлялись за ним. Кроме того, Сицкий и Пивов начали просить немедленно снять осаду Великих Лук и назначить аудиенцию на польской территории, на том основании, что царь никогда не договаривался на своей земле. Им дали довольно суровый ответ, и они согласились начать переговоры на месте. Баторий требовал всей Ливонии, Великих Лук и Смоленска. Переговоры затянулись. В это время Замойский окружил город. Как большинство русских городов, Великие Луки были окружены стеной, состоявшей из двух рядов толстых дубовых бревен, между которыми была насыпана земля. Стены эти оказались непроницаемы для раскаленных ядер. Недостаточная и плохо обслуживаемая польская артиллерия слабо поддерживала канонаду. Однако гарнизон города запросил капитуляции, когда один из мазовецких крестьян с опасностью для собственной жизни поджег крепостную башню. Пока спорили об условиях сдачи, венгры, под начальством своего вождя Гаспара Бекеши, бывшего политического соперника Батория, ворвались в город, боясь, как бы добыча не ускользнула из их рук или не досталась полякам. В бешенной схватке на этот раз не был пощажен никто, перебили даже монахов, вышедших с крестным ходом. Замойский напрасно старался восстановить порядок. Ему удалось спасти только двух воевод.
После взятия этого города вся область оказалась во власти победителя. Князь Хилков, командовавший сильным отрядом, был разбит польской, венгерской и немецкой кавалерией под начальством князя Збаражского. Подожженный Невель в свою очередь сдался, и поляки оказались далекими от соблюдения принятых условий, что в то время в европейских войнах было почти правилом. Для нарушения условий всегда находили предлог. Озерище отдалось почти без сопротивления. Лучше защищенный город Заволочье, представлявший собой как бы остров, окруженный водами озера Подсоха, отразил первый приступ. Под нападающими провалился мост, и шляхта после этого заговорила об отступлении от города. Ей хотелось вернуться домой к Рождеству. Но Замойский показал себя таким же ловким дипломатом, как и полководцем. Он вызвал соревнование в храбрости между поляками и венграми. Разрушенный мост был заменен двумя новыми. После соответствующей проповеди и причастия волонтеры согласились идти в атаку. 23 октября 1580 г. город был взят. По свидетельству польского летописца, воеводы, решившиеся держаться во что бы то ни стало, принуждены были сдаться из-за неповиновения гарнизона.
Успех одного из полководцев царя, Ивана Михайловича Бутурлина, не вознаградил этих потерь. Он врасплох напал у литовской границы на воеводу Смоленска Филона Кмиту, перебил у него 600 человек и отнял артиллерию в составе 10 пушек.
Поляки приобрели большую русскую область и вернулись на свои зимние квартиры. Литовцы же продолжали кампанию и захватили Холм, сожгли Старую Русу, даже проникли в Ливонию, где завладели замком Шмильтен и вместе с Магнусом разорили дерптскую область до самых московских границ.
Не остались спокойными зрителями и шведы. В ноябрь 1580 г. Понтус Делагарди ворвался в Карелию и взял Кексгольм, где погибло при этом 2000 русских. Другой шведский отряд осадил Падис, расположенный в шести милях от Ревеля. После 13 недель отчаянного сопротивления гарнизона под начальством Чихачева город был взят. Говорят, что осажденным приходилось есть кожи, солому и даже человеческое мясо. Наступила очередь Ливонии. Весною 1581 г. Понтус Делагарди захватил Везенберг.
Между тем Баторий готовился уже к третьей кампании, добившись в феврале 1581 г. новой субсидии, вотированной сеймом еще на два года. По следам короля шла другая армия. Иезуиты вели религиозную пропаганду, успехи которой уже чувствовались в литовско-русских областях до самой Ливонии. С 1576 года Баторий им покровительствовал, надеясь при их помощи разорвать узы, связывавшие население этих областей с православной Москвой и протестантской Германией. Отцы-иезуиты в Вильне могли отпраздновать обращение 80 лютеран и 50 православных.