Вечером 2 июня 1611 года начался последний штурм города. Изменник-перебежчик смоленский помещик Дедешин указал слабое место в западной части крепостной стены. Один из рыцарей Мальтийского ордена взрывом обрушил часть стены. Через пролом поляки ворвались в город. Одновременно в другом месте немецкие наемники по лестницам забрались на ту часть крепостной стены, которую даже по ночам некому было охранять.
Горсточка защитников Смоленска во главе с воеводой Михаилом Шеиным оказала героическое сопротивление врагу. Последним опорным пунктом обороны был собор, в подвалах которого хранились запасы пороха. Смоляне, укрывшиеся в соборе (около 3 тысяч человек), подожгли его и взорвали себя вместе с врагами. Раненого Шеина, засевшего с горсткой воинов е одной из крепостных башен, поляки взяли в плен и подвергли жестоким пыткам. Во время допроса мужественного воеводу спросили, кто ему советовал и помогал так долго держаться в Смоленске? На что он ответил: «Никто в особенности, потому что никто не хотел сдаваться». Шеина отправили в Литву. Там его в течение девяти лет держали в кандалах.
Оборона Смоленска показала, на какой героизм и самопожертвование способны русские люди, поднявшиеся на борьбу с иноземными захватчиками. Героев Смоленска ставил в пример своим ратникам воевода Дмитрий Пожарский. В Нижнем Новгороде, как и во всех уголках русской земли, с тревогой и болью следили за ходом обороны города-крепости. Его защитники стали для Кузьмы Минина и нижегородцев образцом воинского мужества, доблести в славы, вселяя веру в грядущее освобождение страны от интервентов.
Пока шла осада Смоленска, тушинский лагерь развалился окончательно. Самозванец бежал, за ним ушли в Калугу донские казаки и те, кто не желал служить королю. Поляки и наемники пополнили войско Сигизмунда III под Смоленском. К ним примкнули и русские тушинцы из бояр, дворян и дьяков во главе с Михаилом Салтыковым. Чувствуя, что почва ускользает у них из-под ног, они обратились к королю с просьбой посадить на русский престол королевича Владислава.
Дальнейшие события развивались с поразительно быстротой. В середине января 1610 года Салтыков «со товарищи» выехал из Тушина под Смоленск. 21 января его принял король, а уже через две недели был готов договор, незамедлительно посланный Сигизмундом в Москву к боярам.
Договор от 4 февраля представлял собой акт национального предательства. Суть его состояла в легализации польской интервенции, борьба против которой объявлялась «незаконной». А сын Владислав был нужен Сигизмунду III лишь как ширма для собственных притязаний на русский престол.
