В 1632—1634 годах воевода Михаил Васильевич Белосельский участвовал в Смоленской войне против Речи Посполитой. Михаил Белосельский был назначен вторым воеводой передового полка под командованием боярина князя Семёна Васильевича Прозоровского. Передовой полк под командованием С. В. Прозоровского и М. В. Белосельского взял Белую. Воеводы оставили в крепости небольшой гарнизон (200 чел.) и двинулись под Смоленск, где в январе 1633 года соединились с большим полком русской армии под предводительством боярина Михаила Борисовича Шеина и окольничего Артемия Васильевича Измайлова. Под командованием Семёна Прозоровского и Михаила Белосельского находилось 3965 человек. Летом 1633 года русские войска, осаждавшие Смоленск, были блокированы под стенами крепости польско-литовской армией под командованием королевича Владислава Вазы. Во время смоленской осады князь Михаил Васильевич Белосельский тяжело болел.