Положение смолян временно улучшилось после того, как Скопин-Шуйский разблокировал Москву и начал готовиться к походу на Смоленск, а посланные им люди организовали в тылу у поляков немалые партизанские отряды. Однако зима 1609—1610 годов была холодной и сильно ослабила город. В среде бедноты через полгода после начала осады начался голод, а некачественная вода из городских ручьёв вызвала болезни. Шеин издал указ об отмене всякой платы за наём квартир в Смоленске до конца осады. В зимние месяцы в Смоленске ежедневно хоронили 30—40 человек, а в период голодной весны 1610 года — уже по 100—150 человек. В мае 1610 года пришла весть о неожиданной смерти Скопина-Шуйского, а вскоре и о поражении в битве под Клушином царского войска, шедшего к Смоленску для снятия осады. Вдобавок под Смоленск из Риги в конце мая 1610 года были доставлены крупнокалиберные осадные орудия. Несмотря на все эти плохие новости, гарнизон под командованием Шеина продолжал упорно сопротивляться, укрепляя стены, мешая осадным работам и оттягивая новый штурм. у Грановитой башни огромными ядрами была пробита брешь. За этим событием последовало три штурма (последний состоялся ), однако каждый раз они были отбиты с большим уроном для нападавших.