Venäläisten kanssa nyt liittoutunut Magnus saapui uudestaan Liivinmaalle kesällä 1570. Hän johti 25 000:n miehen venäläisarmeijaa, jonka mukana oli myös saksalaisia palkkasotilaita. Joukot alkoivat piirittää Ruotsille kuulunutta Tallinnaa, jonka puolustajia johti Klaus Henrikinpoika Horn. Myös ruton koettelemaksi joutunut kaupunki kesti kuitenkin seitsemän kuukauden piirityksen. Venäläisten oli jätettävä piirityksensä krimintataarien poltettua Moskovan vuonna 1571. Voitettuaan tataarit venäläisjoukot kuitenkin palasivat seuraavana vuonna. Joukot valtasivat joitakin ruotsalaisten hallussa olleita linnoituksia, ja suurempi Magnus-herttuan johtama hyökkäys koitti vuoden 1575 alussa. Tallinnan esikaupunkeja ja Vanha-Pärnu hävitettiin. Joukot palasivat Venäjälle jälleen vuonna 1576, jolloin hävitettiin Läänemaata, Saarenmaata ja Padisen luostari. Myöhemmin Magnus osallistui venäläisten hyökkäykseen Liivinmaan eteläosia vastaan. Vuonna 1578 hän loikkasi venäläisten puolelta puolalaisten puolelle. Magnus luopui kuninkaan arvosta ja asettui Kuurinmaan hiippakuntaan. Loppuelämänsä Magnus vietti alituisessa rahapulassa, ja hän kuoli vuonna 1583 Piltenessä.