1601. Жолкевски учествује у пољско-шведском рату (1600—1611) у Ливонији. Победио је у опсади Валмијера (октобар-децембар 1601) и од марта до маја 1602. у опсади зауме још град Фелин. Исте године води пољску војску до победе код Талина, победа у опсади код Вајзеншатјна (мај-септембар 1602) приморала је Шведску да потпише предају. За време опсаде Станислав Жолкевски је боловао и предао водство пољске војске Каролу Ходкевичу.