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 голодающий город. Войско Сигизмунда стало пополняться большим количеством польско-литовских отрядов из распустившегося Тушинского лагеря под Москвой. Подошли и значительные подкрепления из Речи Посполитой. 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 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. Тем не менее, 18 июля 1610 года у Грановитой башни огромными ядрами была пробита брешь. За этим событием последовало три штурма, однако каждый раз они были отбиты с большим уроном для нападавших.