4 февраля у города были поставлены туры и наряд. У наряда должны были находиться бояре и воеводы из полков. Очевидно, и сам этот наряд находился в составе отдельных полков. Воеводам было приказано, «чтоб стрелбою над городом день и нощь беспрестанно промышляли». И только 7 февраля «о вечерне пришли с Лук под Полотцск со государским с большим нарядом», который тут же начинают изготовлять к стрельбе.
Туры подводятся к самому острогу и за ними ставится наряд. После первых же выстрелов поляки сами подожгли острог и стали загонять народ за городскую стену. После взятия острога князю Репнину было приказано «против великих ворот в остроге на пожженном месте пушки большие Кашпирову да Степанову, да Павлик, да Орел, да Медведь и весь наряд стенной и верхней поставита блиско городских ворот; а вкруг города за Двиной и Полотою по тому же велел большой наряд изставити и со всех сторон бита без опочивания день и нощь.
Из наряду во многих местах стены пробили, выбили ворота, от стрельбы земля дрожала бе бо ядра у болших пушек по двадцати пуд, а у иных пушек немногим того полегче». Летописец явно преувеличил, утверждая, что ядра не только пробивали стену, но пролетали через город и разбивали другую стену.
Однако под натиском артиллерии полочане вынуждены были покинуть городскую стену; они уже больше почти не стреляли, а прятались от ядер в погребах, в церквах и в ямах. Московиты почти не несли урона, лишь во время одной из вылазок полочане «Ивана Шереметева в ту пору стреляли ис пушки, и погладило тем ядром Ивана по уху».
11 февраля царь повелел «на Иванеском острову поставить две пушки ушатые, болшую да Степанову», да за Полотою «ушатую старую». В ту ночь вновь были переставлены стенной и верхний наряды вокруг города. 13 и 14 февраля пушки непрерывно били по городу. 15 февраля город сдался.
Но если осада Полоцка показала образец блестящего использования артиллерии, то сражение при Уле, имевшее место через некоторое время после полоцкой победы, обнаружило слабые места русской артиллерии, а именно — неприспособленность ее к применению в открытом поле и малоподвижность. Артиллерия часто оказывалась лишь обузой, мешающей маневрировать.
Роль артиллерии, в зависимости от условий, в которых она действовала, была различна. При осаде крепостей артиллерия — главная сила, по отношению к которой все остальные роды войск можно считать вспомогательными. Ее значение уменьшается при обороне крепости, где значительную роль играют (наряду с артиллерией) вылазки и ручное огнестрельное оружие. И она превращается во вспомогательную силу, совершенно беспомощную в случае отступления, когда она вывезена в открытое поле.
