20 сентября 1618 года со стороны Волоколамска к столице подошла королевская армия. Московский староста Гонсевский и гетман Ходкевич вновь стояли у городских ворот, на этот раз вместе с «царем» Владиславом. Они рассчитывали на содействие приспешников. Народ с подозрением следил за каждым шагом бояр. Никто не забыл недавней трагедии. Среди вновь отстроенных кварталов огромными дырами зияли пустыри, старые пожарища, памятники хозяйничанья в Москве интервентов.
Опасения защитников Москвы усилились, когда к городу с юга приблизились отряды Сагайдачного. На виду у гарнизона запорожцы стали проводить свои коши мимо Донского монастыря в лагерь Владислава. Командование сосредоточило в Замоскворечье много ратных людей. Полки вышли в поле и стали строиться в боевой порядок, чтобы помешать соединению двух вражеских армий. В решающий момент бояре заколебались и не посмели атаковать противника.
С тяжким сердцем возвращались ратные люди по улицам столицы в крепость. Неразбериха и замешательство в боярских верхах вновь грозили обернуться бедой.
С начала сентября 1618 года в столице стал заседать Земский собор. Соборные чины решили привлечь к обороне крепости все население столицы. Царю и его окружению волей-неволей пришлось вспомнить, какую роль сыграл в освобождении Москвы вооруженный народ. И теперь народ требовал оружия, чтобы отстоять столицу от вражеского нашествия. Разрядный приказ расставил по стенам и воротам вместе с ратными людьми купцов и посадских людей. В Белом городе и в Замоскворечье охрану стен несли шесть с половиной тысяч человек. Преобладали среди них черные посадские люди. Около двух тысяч горожан имели в руках пищали, две с половиной тысячи несли караулы с рогатинами.
За несколько дней до решительного столкновения с поляками царь Михаил пригласил Пожарского во дворец к столу и наградил его золоченым кубком и собольей шубой. По случаю награждения князю Дмитрию перечислили все его заслуги: то, что он против литовских людей стоял, острог поставил, многих врагов побил и взятых языков к государю часто присылал, государеву и земскому делу радел и им промышлял, помогал Лыкову, когда он из Можайска к Москве шел.
Накануне решительного боя на сторону русских перебежали двое французских саперов, служивших в армии Владислава. Они сообщили о готовившемся приступе и пунктах атаки. Бояре заподозрили, что французов подослал сам Ходкевич, и не дали веры их словам. Предосторожности ради они все же послали подкрепление к западным воротам. Им не пришлось пожалеть об этом.
После полуночи 30 сентября 1618 года королевские роты двинулись на штурм русской столицы. Подобравшись в кромешной тьме к Земляному городу, солдаты взорвали ворота деревянного острога и проникли внутрь города. Пробираясь на ощупь по улицам Земляного города, роты подошли к Арбатским и Тверским воротам Белого города. Пан Новодворский с саперами готов был взорвать с помощью порохового заряда Арбатские ворота. Но москвичи осыпали неприятеля градом пуль. Новодворский был ранен в руку и не выполнил приказ гетмана.
Выстрелы разбудили спящую столицу. Наспех вооружившись, народ бежал к месту ночного боя. Прежде других к воротам прибыл со своего двора на Арбате князь Пожарский. Его сопровождала многочисленная вооруженная свита. Появление популярного воеводы воодушевило ратников. Вновь, как в лучшие годы, князь Дмитрий «на боях и на приступах бился, не щадя головы своей». Едва ночная мгла стала редеть, русские воины распахнули ворота и ударили по врагу. Новодворскому пришлось спешно уносить ноги. Не лучше обстояли дела у отряда, пытавшегося ворваться в Белый город со стороны Тверских ворот.
Ввиду больших потерь Ходкевич не решился отдать приказ о новом приступе. Ему не удалось прорвать даже внешнюю линию каменных стен. За этой линией высился неприступный Кремль с торчащими во все стороны орудийными стволами.
В который раз потерпев неудачу под Москвой, Ходкевич отступил к Троицкому монастырю. Владислав потребовал присяги от монахов. Ответом ему были пушечные залпы. Королевская армия отступила за Троицу к селу Рогачеву на старую гетманскую стоянку. Отряды наемников отправились грабить замосковные города. Но их везде подстерегали неудачи. Ярославские воеводы разгромили литовских людей на Нерехте и в Пошехонье.
Сагайдачный из-под Москвы отправился к Калуге, но овладеть крепостью ему не удалось. Король смог использовать запорожское войско в войне с русскими. Но среди рядовых казаков зрело недовольство. Королевич Владислав скоро убедился в ненадежности запорожцев. Полковник Ждан Коншин с отрядом в шестьсот сабель перешел на русскую службу.