1 июля Януш Радзивилл отправил к Смоленску обер-лейтенанта, немца Германа Ганского (настоящая его фамилия была Ганскопф), с отрядом в полторы тысячи человек. Тот ночью перешел реку по мосту недалеко от города и внезапно атаковал лагерь Передового полка у Богдановой Околицы. Ганский «несколько сотен врагов положил, а своих и трех десятков не потерял», захватил много трофеев и пленных, после чего вернулся к Орше. Впрочем, канцлер Альбрехт Радзивилл позже отметил в своем дневнике, что ему повезло, так как московиты были сильно пьяны.
Планомерная осада Смоленска началась 2-го июля. Его гарнизон в это время насчитывал 2250 «воинских людей». Большую помощь воинам-профессионалам в обороне города оказало ополчение общей численностью около шести тысяч человек, состоявшее из шляхты и шляхетских гайдуков, мещан и крестьян.
С 17 июня войско воеводы В. П. Шереметева (до 15 тысяч человек) осадило Полоцк. Его укрепления в то время состояли из Верхнего замка (периметр 729 саженей, т. е. 1555 м) с пятью башнями) и Нижнего замка (периметр 1231 сажень, 2754 м), пять башен и пять ворот — тоже с башенными укреплениями. Шереметев сообщил царю:
«У литовских людей перевоз и слободы и дороги к Витепску и к Вильне заставил, и в Полотске польских и литовских людей осадил и к городу всеми ратными людьми и конными и пешими приступали и над городом государевым целом промышляли и городские же литовские люди с государевыми ратными людьми бились и з наряду (из пушек) стреляли».
Но у осажденных было очень мало профессиональных воинов — всего 36 человек (!), так как почти вся шляхта сбежала. Оба замка защищали в основном ополченцы-горожане, общим числом то ли 300, то ли 500 человек. На 4 километра стен и 15 башен замков приходилось всего 20 пушек и 76 затинных пищалей. Тем не менее, осажденные вели столь меткий огоннь, что Шереметев предложил им почетные условия капитуляции. Постреляв две недели, 29 июня они ушли оттуда с оружием и знаменами.
В начале июля к Мстиславлю, который закрывал собой Поднепровье, пришли от Рославля войска князя А. Н. Трубецкого и подчиненных ему князей Ю. А. Долгорукого, Г. С. Куракина, СР. Пожарского, всего до 17 тысяч ратников.
Окружив город, они вели обстрел из пушек и четыре раза ходили на штурм. Но взять Мстиславль оказалось непросто. Этот центр одноименного воеводства имел тогда довольно солидные укрепления (валы с палисадом) и мощный замок, где укрылись беженцы из дальних и ближних окрестностей:
«Все Панове обывателе воеводства Мстиславского з жонами, з детьми, з справами (документами) и зо всеми маетностями (ценностями) заехавши спровадили».
Город пал быстро, а замок держался долго, его защитники совершали отчаянные вылазки и ждали помощи от гетмана Радзивилла. Им обещали «великие дары и водности», призывали сдаться, но мстиславцы, «сурово отповедаючи», отбивали приступ за приступом. И все же долго оборонять деревянную фортецию под непрерывным артиллерийским обстрелом они не могли. 22 июля «великою потугою и усилством през штурм» замок был взят. По многочисленным свидетельствам очевидцев, победители сожгли город и убили большинство его защитников:
«Москва учинивши штурм великий со всех сторон, усилством през гвалт добывши и вынявши мечом, шляхты обывателей воеводства Мстиславского и мещан и волощан и иншых розных поветовых людей немало, которые вбегши до осады, высек (вырезал), и все место и замок огнем выпалил и опустошил»…
«Народ всякий шляхетский, мещан и жидов, а так же простых людей под корень высекли (вырезали), потом протрубив (победу), среди трупов живых искали и в плен в Москву забирали, а скарбы (ценное имущество) все забрав, замок и паркан (палисад) огнем сожгли идо основания опустошили».
Царь Алексей Михайлович сам написал гетману Богдану Хмельницкому, что при захвате Мстиславля было убито более десяти тысяч человек»: