Единственным, кроме захвата в начале похода небольшой крепости Острова, успехом армии Батория в походе 1581 г. стал рейд, совершенный конным 3-тысячным войском Христофора Радзивилла и Филона Кмиты в глубь русской территории. Перейдя границу, неприятельские отряды достигли окрестностей Ржевы Володимеровой и верхневолжских городов Зубцова и Старицы. Иван Грозный, находившийся тогда с главной русской армией в Старице, мог видеть зарево пожаров, поднимающихся над сожженными литовцами русскими селениями, но никаких ответных действий не предпринял. По-видимому, именно нападение Х. Радзивилла и Ф. Кмиты окончательно убедило русского царя в безнадежности дальнейшей войны с Речью Посполитой. Несмотря на поражение главной польской армии под Псковом, Иван Васильевич принял решение любой ценой заключить мир со Стефаном Баторием.
Такое же решение принял и польский король. Пойти на мирные переговоры с Россией его вынудили героическая оборона Пскова и настойчивое посредничество иезуита Антония Поссевино (представителя римского папы Григория XIII), стремившегося убедить московского царя пойти на унию с римско-католической церковью. Начались переговоры в середине декабря 1581 г. в Яме Запольском, расположенном в деревне Киверова Гора на Луцкой дороге между Порховом и захваченном поляками псковским пригородом Заволочьем. Съезды послов завершились 5 января 1582 г. заключением десятилетнего перемирия. Польские комиссары согласились уступить Московскому государству захваченные ранее их армией Великие Луки, Заволочье, Невель, Холм, Ржеву Пустую и псковские пригороды Остров, Красный (в списке Поссевино «Красный Городок»), Воронеч, Велью. Особо оговаривалось, что возвращению подлежали русские крепости, осаждавшиеся на тот момент войсками польского короля, в случае захвата их неприятелем: Врев, Владимерец, Дубков, Вышгород, Выборец, Изборск, Опочка, Гдов, Кобылье городище и Себеж. Предусмотрительность русских послов оказалась нелишней: согласно этому пункту поляки возвратили захваченный город Себеж. Со своей стороны Московское государство согласилось на передачу Речи Посполитой всех занятых русскими войсками городов и замков в Ливонии, каковых оказалось 41. Так, Стефан Баторий закрепил за своим королевством большую часть Прибалтики. Ему также удалось добиться признания своих прав на Полоцкую землю, на города Велиж, Усвят, Озерище, Сокол. В июне 1582 г. условия Ям-Запольского перемирия были подтверждены на переговорах в Москве, которые вели польские послы Януш Збаражский, Николай Тавлош и писарь Михаил Гарабурда. Стороны договорились датой окончания действия заключенного в Яме Запольском перемирия считать не «Крещение Христово» (6 января) 1592 г., а день св. Петра и Павла (29 июня) 1592 г.
4 февраля 1582 г., через месяц после заключения Ям-Запольского перемирия, последние польские отряды ушли из-под Пскова.
Однако Ям-Запольским и «Петропавловским» мирным соглашением 1582 г. Ливонская война не закончилась. Окончательный удар по русским планам сохранения части завоеванных в Прибалтике городов (прежде всего Нарвы) нанесла шведская армия под командованием фельдмаршала Понтуса Делагарди. 4 сентября 1581 г. его войска овладели Ругодивом (Нарвой). Укрепления крепости были разрушены огнем 24 шведских осадных картаун. Во время штурма погибли не только находившиеся в Нарве 300 детей боярских и 2 тыс. стрельцов, но и 7 тыс. «русских бюргеров, жителей и их жен и детей и всякой челяди. На этом рубеже война также переместилась на русскую территорию. 17 сентября 1581 г. шведы овладели Ивангородом, оборону которого возглавлял воевода Афанасий Бельский, сдавший крепость неприятелю.
Закрепившись в Ивангороде, шведы вскоре вновь перешли в наступление и вскоре заняли пограничные Ям-город (28 сентября 1581 г.) и Копорье (14 октября) с их уездами. Однако в феврале 1582 г. противника ждала первая крупная неудача. — Передовой полк русской рати под командованием окольничего князя Д. И. Хворостинина и думного дворянина М. А. Безнина у села Лямицы в Вотской пятине атаковал начавшие новое наступление шведские войска. Потерпев тяжелое поражение, противник, вынужден был поспешно отойти в Нарву. Развить этот успех русским воеводам не удалось. По требованию польского гонца Петра Визгерда Иван Грозный вернул двинутые к Нарве войска в Новгород. Тем не менее, пора громких успехов шведов миновала. Несмотря на все усилия, им так и не удалось захватить хорошо укрепленный Орешек. Вскоре начались мирные переговоры и 10 августа 1583 г. между Московским государством и Швецией, их представителями, съехавшимися на реке Плюссе, было заключено перемирие на три года, считая от Петрова дня (29 июня) 1583 г. За Швецией остались все занятые ею русские города.