Żółkiewski czekał pod murami Moskwy od sierpnia, prowadząc rozmowy z bojarami. Ich wynikiem była podpisana 27 sierpnia ugoda, której jeden z punktów mówił o uznaniu Władysława, syna  Zygmunta III Wazy, carem Rosji. Uchwalono również utrwalenie przyjaźni między Polską i Moskwą „na wieki”. Ogłoszono, że wrogowie Rzeczypospolitej od tej pory będą wrogami Rosji, a wrogowie Rosji wrogami Rzeczypospolitej. Bojarzy udali się do Soboru Uspieńskiego na Kremlu, gdzie całując krzyż, przysięgli wierność nowemu carowi Władysławowi Zygmuntowiczowi. Podobnie postąpiło 10 tys. moskiewskich mieszczan. W ślad za nimi deklaracje wierności polskiemu królewiczowi złożyło kilkadziesiąt innych miast rosyjskich m.in. Wiaźma, Możajsk, Niżnij Nowgorod, Jarosław.

Bojarzy w zamian zażądali zwrócenia Moskwie wszystkich zamków i ziem zajętych w wyniku działań wojennych w 1609 r. oraz przejścia nowego cara na prawosławie. Na to ostatnie życzenie nie zgodził się Zygmunt III, który wojnę z Moskwą traktował jak świętą krucjatę. Sam papież Paweł V dał mu oraz wszystkim, którzy mieli wziąć udział w „wyprawie na schizmatyków” – specjalny odpust wieczysty. Pobłogosławił też miecz oraz kapelusz, a następnie przekazał je polskiemu monarsze. 

Jeszcze na początku pobytu w Moskwie, pisał Żołkiewski w jednym z listów.

Życzyłbych i trzeba tego jako z największą pilnością przestrzegać, żebyśmy się ludziom moskiewskim jako najludczej [najbardziej ludzko, przyp. red.] stawili. Siłaby to mogło i przedsięwziętemu staraniu i naszym pracom w służbie króla być pożyteczno. By wiedzieć, że kto nad zabór co uczynił, męczył, zabił, spalił cerkiew, zgwałcił, by mi był rodzony brat, nie przepuściłbym mu!


Tymczasem na Kremlu było mu coraz trudniej utrzymać porządek i dyscyplinę wśród swoich żołnierzy, szczególnie że król nie wypłacił im żołdu. Wreszcie wybuchło antypolskie powstanie, które zakończyło się upadkiem polskiego garnizonu.

Nasi tak sobie bezpiecznie [butnie, przyp. red.] poczynali, że co się komu podobało i u największego bojarzyna, żona albo córka, brali je gwałtem. Czym się jednak wzruszyła Moskwa bardzo, a miała czym zaprawdę. 

 

– wspominał w swoim „Diariuszu” Samuel Maskiewicz, jeden z polskich obrońców Kremla, który narzekał też na srogi rosyjski klimat:

Ręce nam do pałaszów przymarzali. Siła towarzystwa i pacholików palce u rąk, u nóg i nogi same odmrażali. Nie było tak ciężko nigdy na naszych od zimna, jako wtedy.  

 

Na polską załogę ruszyło pospolite ruszenie pod wodzą  księcia Dymitra Pożarskiego, kupca Kuźmy Minina i dowódcy Kozaków dońskich Dymitra Trubeckiego. Garnizon został odcięty nie tylko od dostaw sprzętu i zaopatrzenia, ale przede wszystkich od żywności.

Już traw, korzonków, myszy, psów, kotek i ścierwa nie stało. Więźnie trupy wyjedli wykopując z ziemi. Piechota się między sobą wyjadła i ludzi łapiąc pojedli. Syn ojcu, ojciec synowi nie spuścił; pan sługi, sługa pana nie był bezpieczen; kto kogo zgoła mógł, ten tego zjadł

 

4 listopada polska załoga poddała się. Polacy musieli oddać wszystkie zrabowane z Moskwy kosztowności; wielu z nich zabito. Przez wiele dni oszalała z nienawiści tłuszcza na różne sposoby pastwiła się nad nimi i zadawała śmierć.

Dla upamiętnienia wygnania Polaków, w 2004 roku ustanowiono 4 listopada Dniem Jedności Narodowej. Święto to, sławiące czyny dowódców powstania – Pożarskiego i Minina – zastąpiło obchodzone do tej pory święto Rewolucji Październikowej. 
Na murze wielkiego rosyjskiego klasztoru w Siergijewym Posadzie wisi dziś tablica z napisem:

„Tyfus – Tatarzyn – Polak – Trzy Plagi".