Развязка событий оказалась стремительной, неожиданной и, по мнению всех тихвинцев, несомненно чудесной. Упорство осажденных и уход половины собственного войска, вкупе с наступлением холодной осени и известиями о приближении новых русских полков, привели шведское командование к решению о снятии осады, о чем Делагарди написал королю 14 или 17 сентября[106]. Подробности этого плана не известны, но подготовка к отходу и общее положение дел не могли укрыться от русских воевод, и в ночь на 14 сентября, перед славным праздником Воздвижения Честнаго Креста Господня[107], они произвели мощную вылазку за р. Тихвинку, на основной осадный лагерь. Ратники захват или там несколько пушек и барабанов и привели с собой языков. Тем временем, по обычному монастырскому порядку, началось заутреннее пение, во время которого соловецкий слуга Мартемьян Поспел-Гора удостоился видения Пресвятой Ботродицы и святых Николая Чудотворца, Варлаама Хутынского и Зосимы Соловецкого. Из его слов следовало, что святитель Николай передал ему повеление Божьей Матери «без сомнения на немецкия люди, и на дворы и на туры их изыти на выласку, чтоб с порогу моего свиней срыли».
Конечно, настрой победного православного праздника и слух о чудесном видении должны были воодушевить «осадных сидельцев», но вряд ли это был единственный мотив их действий. Прекращение штурмов, ослабление обстрела, резкое ослабление противника и подготовка к уходу были видны со стен города, и в настроении тихвинцев произошел общий перелом. Воеводы также имели более основательные и «земные» мотивы для своих действий, нежели видение — более того, в той напряженной ситуации они были просто обязаны сохранять трезвость. Однако, и по всем правилам военного искусства, обстановка сворачивания осадного лагеря — это самый удачный момент для вылазки и нанесения противнику серьезных потерь. В этом положении Прозоровский решил в полной мере воспользоваться подъемом духа своих подчиненных.
В Успенском монастыре закончилась литургия, и под колокольный звон духовенство с богомольцами совершили молебен перед чудотворной Тихвинской иконой за царя Михаила Федоровича и о победе над врагом. В шестом часу дня (т. е., после полудня) все «осадные сидельцы» от мала до велика сосредоточились во рву крепости, призвали на помощь Богородицу и двинулись на приступ осадных позиций шведов. Вначале они овладели «турами» вокруг крепости, «без остатка» перебив их защитников: предание со слов пленных сообщает, что те при начале вылазки «тмою покровени быша» и нс смогли организовать сопротивления. Отразив слабую контратаку противника, тихвинцы на его плечах захватили саму Северскую крепость. Здесь в их руки попала вся осадная артиллерия, а также «знамена и языки многие». Арьергард шведов был «побит наголову»; остатки его откатились к острогу у Введенского монастыря, а царские ратники, разрушив и срыв батареи, землянки и подкопные рвы, с торжеством вернулись в город.
На следующий день Прозоровский потревожил шведов внезапным нападением у «малого острога», после чего его полки вышли «в поле» и простояли до конца дня на виду у неприятеля, не вступая в бой. Тем не менее, летописная повесть вспоминает о большом смятении, в котором шведы уничтожали остатки своего осадного лагеря: разные отряды схватились между собой, приняв друг друга за русских; говорят, их устрашило видение русского подкрепления в виде конного отряда с пятью сияющими знаменами[108]. Согласно сеунчу Прозоровского, эти «достальные немногие утеклецы побежали розными дорогами, не займуя Великого Новагорода, к Невскому устью»; позже подтвердилось, что шведы «Каптемира», действительно, ушли из-под Тихвина в Ладогу[109]. От внимания тихвинцев не могло укрыться, что бегство противника произошло на память святого воина-мученика Никиты — но прозванию «Бесогон».
Подсчитав потери и трофеи, князь Семен отправил с донесением о победе особо отличившихся воинов — детей боярских, новгородца Угрима Ивановича Лупандина и белянина Ондреяна Львовича Койсарова, а также вышедшего из плена есаула Федора Горецкого и казака Петра Кувшинова. Эти сеунщики не застали царя в Москве: Михаил Федорович, возобновляя по примеру прежних московских Государей обычай ежегодных богомолий к мощам Сергия Радонежского, отправился в свой первый «Сергиевский поход» ко дню памяти преподобного 25 сентября. Гонцы погнали следом, и 24 числа прямо перед самым монастырем, в селе Воздвиженском[110], обрадовали царя своей победной вестью. Получив такой драгоценный подарок от великого чудотворца, Михаил Федорович смог уже вечером принести благодарственные молитвы за победу и избавление Тихвина монастыря в стенах прославленной Троице-Сергиевой обители.