11 февраля осадные башни и пушки были придвинуты ближе к укреплениям замка. На протяжении нескольких дней орудия сутками били без перерыва. Замковые ворота оказались безнадежно разрушены. Более того: ядра, пробив одну замковую стену, еще и ударяли в противоположную. Защитники терпели жестокий урон. Воины полоцкого гарнизона укрывались в погребах и ямах от гибельной канонады. Они уже не вели ответного огня и тем более не устраивали вылазок.
Русскими артиллеристами использовались огненные ядра и, возможно, зажигательные смеси. В результате на территории замка вспыхнул пожар, запылало несколько десятков домов. Гарнизон вынужден был одновременно оборонять стены и тушить огонь. В ночь на 15 февраля усилиями московских пушкарей и стрельцов, посланных к стенам, укрепления были также подожжены. К тому времени ядрами было разбито 20 процентов замковой стены.
В ночной темноте московские полки начали подготовку к штурму, который должен был стать для Полоцка последним. Сам Иван Васильевич принялся надевать «полный доспех» и оружие.
15 февраля за час до рассвета из города вышел епископ Арсений Шишка «со кресты и с собором», было сдано городское знамя, а воевода полоцкий Довойна запросил начать переговоры о сдаче. Иван IV потребовал прибытия в свой стан самого Довойны, и тому пришлось согласиться.
Полоцк сдался 15 февраля 1563 года. Эта победа наполнила Ивана IV сознанием собственного триумфа. Государь сам контролировал всю операцию. Армия под его командованием потеряла всего 86 человек, принудив к капитуляции гарнизон из нескольких тысяч ратников.
Полоцк — величайшая победа Ивана Грозного на поле брани. Царю было чем гордиться: на его милость сдался богатый многолюдный город, центр древнего княжения, к тому же хорошо укрепленный и в первые дни осады даже не помышлявший о сдаче.
В городе русские полки взяли богатую добычу. Он на 16 лет стал частью Московского государства. Иван IV добавил к своему титулу слова «великий князь полоцкий». Государь оставил там значительный русский гарнизон во главе с воеводами-ветеранами — князьями П. И. Шуйским, П. С. Серебряным и В. С. Серебряным, повелев возвести новые, более мощные укрепления. Полоцкая шляхта, а потом и мещане отправились под охраной в Москву. Впоследствии часть полоцких шляхтичей обменяли на русских пленников, другую же часть отдали за выкуп — обычная для войн того времени практика. После сдачи Полоцка, очевидно в ходе разграбления его войсками победителя, пострадало католическое духовенство. Были также казнены несколько представителей иудейской общины, отказавшихся креститься.
Иван Васильевич отправил было служилых татар в направлении Вильно — развивать успех «Полоцкого взятия», однако боевые действия вскоре прекратились: литовцы запросили перемирия и получили его. Для Великого княжества Литовского падение Полоцка было как гром с ясного неба.
Взятие Полоцка Иваном IV стало одним из самых значительных событий Ливонской войны, никакое иное столкновение в тяжком четвертьвековом противоборстве не вызвало столь сильный международный резонанс. Из Вильно, Праги, Нюрнберга, Любека, Аугсбурга и других городов Германии разлетались пропагандистские листовки, неся грозные вести. В Империи с вниманием и тревогой следили за успехами Ивана IV на западных рубежах Московского государства. Противники влияния Москвы в этом регионе сравнивали в своих изданиях царя с «бичом Божьим» и пугали читателей легендой о серебряном гробе, якобы заранее заготовленном Иваном IV для польского короля. Напротив, сторонники добрых отношений с Москвой убеждали войти в союз с могучим государем, который сумел привести под Полоцк огромное войско. Датский король Фредерик II официально поздравил Ивана IV со взятием Полоцка[52].
Поляк Лукаш Гурницкий с досадой рассказывает об этом поражении его соотечественников: «Полоцк попал в руки Московита глупо, главным образом причиной этого был разлад между воеводой и ротмистрами. Неразумие состояло вот в чем: когда воевода полоцкий Довойна взял перемирие с Московитом, он не выговорил себе условия, чтобы люди московские стояли на своем месте и не двигались шанцами ближе к замку. Они же, как скоро перемирие было объявлено, придвинулись к самому замку, а когда время перемирия вышло, зажгли замок. Наши и тушили, и оборонялись, пока могли, и, в конце концов, не имея возможности погасить огонь, вышли из замка ко князю. Воевода с женой был заключен в темницу, взят в плен Глебович, взят в плен епископ и вся литва от простых людей и до знатных. Польских же ротмистров… облачив в дорогие одеяния, отпустили. Королевство было очень встревожено мощью и успехом Московита».