Полоцкая осада была невероятно тяжелой. Каждый день лило с неба, и по войску ползли слухи, будто дождь насылают чародеи, которых в Московии чрезвычайно много. Обозы с провиантом застревали в непроходимой грязи, лошади падали от усталости и в лагере осаждавших запахло голодом.
Воины не желали больше терпеть и рвались на штурм, чтобы овладеть Полоцком или погибнуть.
Герольды объявили указ Батуры: тот, кто подожжет замок так, чтобы его уже не погасили, получит покоролевски щедрую награду. Фортуна улыбнулась мастерумеднику, который поджег угловую башню, откуда ветер перебросил сильное пламя на стены. Это случилось в первый за все время осады сухой и солнечный день. Израненный стрелами герой получил шляхетство и фамилию Полотинский (от реки Полоты).
Гарнизон подумывал о капитуляции, но венгерские солдаты изрубили пятерых парламентеров, так как рассчитывали на богатую добычу, а потому не хотели добровольной сдачи города.
Великий князь Батура отложил генеральный бой до утра, однако его соотечественники, подогретые рассказами о полоцких сокровищах, не в состоянии были больше сдерживать себя и самовольно ринулись на штурм. Они трижды за ночь бросались на Верхний замок и трижды откатывались назад. В запале боя произошла кровавая стычка между ними и поляками.
Ночью осаждавшим удалось поджечь еще одну башню и подкопаться вплотную к стенам. Воевода Петр Волынский сообщил, что гарнизон сложит оружие, если Батура сохранит оборонявшимся жизнь. Король пообещал дать свободный проезд тому, кто захочет возвратиться домой, и право свободно жить в Полоцке пожелавшим остаться. Остальные царские воеводы и поставленный Москвой епископ Киприан пытались взорвать Верхний замок, но сами же стрельцы не позволили им этого. Боясь кары за сдачу города, воеводы и владыка затворились в Софийском соборе, откуда победители выводили их силой. Вместе с Верхним замком сдался и Стрелецкий.
Увешанные иконками московиты выходили из замков и делились на две части: одни шли на службу к королю и великому князю, другие выбирали возвращение на родину. Степан Батура лично следил, чтобы его обещания не нарушались.
Московские разрядные книги сдачу города описывают следующим образом: «Король Стефан Пол отек взял изменою, потому что изменили воеводы, что были худы, а милы были им жены, а как голов и сотников побили, то воеводы город сдали, а сами били челом королю в службу с детьми, с людьми и со стрельцы. Всего воинского люду в Полоцке было 6000». Во время Полоцкого похода войска Батуры овладели и построенными московитами замками.
