Осажденные ждали подхода гетмана литовского Хоткевича, который вел обозы с продовольствием. Гетмана же в это время беспокоил недостаток сил, что могло иметь опасные последствия ввиду прихода к Москве Второго ополчения. Тревога за судьбу операции отчетливо проявилась в его письме жене Зофье: «Готовимся к мощной атаке, Господа Бога призвав на помощь, а о подкреплениях ни о каких, хотя бы пеших, до сих пор и не слышно».
Пожарский, вступив в Москву, расположился в Белом городе, разместив свой лагерь в направлении вероятного удара Хоткевича. Получив сведения о его подходе, Пожарский сконцентрировал свои отряды по валу Скородома между Смоленской и Можайской башнями. За этой линией обороны князь организовал вторую: между Арбатской и Чертольскими башнями. В результате Д. М. Пожарский лишил Хоткевича поля, достаточного для маневра.
Изгнание поляков из Кремля. Художник Э. Лисснер.
Сражение началось 22 августа. Гетман литовский форсировал реку близ Новодевичьего монастыря. Венгерская пехота и польская конница начали теснить ополченцев. Противнику удалось прижать русских к Чертольским воротам. Пожарский, находившийся в первых рядах, приказал конникам спешиться, так как бой приходилось вести на улицах. Хоткевич скакал от роты к роте «рыкая, аки лев», бросая в атаку своих людей. Ожесточенная битва продолжалась до восьми вечера, к ночи сражение закончилось. Хоткевичу не удалось пробиться к Кремлю, да и сам он едва избежал плена. На следующий день противники отдыхали и восстанавливали силы после жестокой рукопашной сечи, а также начали перебазироваться.
Хоткевич, ища другое направление удара, перебросил обоз от Остоженки к Серпуховским воротам. Под утро 24 августа там же заняли позиции отряды Пожарского и Трубецкого. В этот день основное сражение разгорелось не в Остожье и Пречистенке, а в Замоскворечье. Поначалу удача благоволила Хоткевичу, но уже к середине дня силы ополчений перешли в контрнаступление. К вечеру Хоткевич с основными силами отступил к Донскому монастырю, хотя уличные бои продолжались до 8 вечера. Хоткевич с остатками своего войска отошел к Поклонной горе, а 28 августа ушел к Можайску и Смоленску.
«Решительным переломом в московских боях надо, видимо, считать организованную, скорее всего, Пожарским синхронную атаку из трех мест, уничтожившую большую часть польско-литовской пехоты в острожках, ввиду чего гетман остался без войска, а кремлевский гарнизон был окончательно заблокирован». (Ю. М. Эскин)
Обреченный гарнизон еще продолжал сопротивление. 10–11 сентября 1612 г. Пожарский предъявил гарнизону Кремля ультиматум. Поначалу осажденные отмели предложение сдаться. 13 сентября силы обоих ополчений пытались штурмовать Кремль, но взять одну из лучших крепостей тогдашней Европы им не удалось. Впрочем, сил держаться у осажденных тоже не было. 27 октября (ст. ст.) 1612 г. польско-литовский гарнизон сдался, казаки начали расправу. Полностью избежать ее сумели те, кто вышел под покровительство князя Д. М. Пожарского.
Князь Дмитрий Пожарский. Боярин.
С конца 1612 г. началась работа по созыву Земского собора, который должен был решить будущее страны. После долгих споров было принято решение выбирать царя только из природной российской знати. Некоторые аристократы приступили к агитации за свои персоны. Например, лидер Первого ополчения князь Д. Т. Трубецкой устраивал у себя широкие пиры для казаков. Но в результате под давлением казаков на царство был избран Михаил Федорович Романов.