В 1579—1582 годах принимал участие в Ливонской войне (1558—1583) и искусным маневрированием добился ряда побед над войсками Московского царства, сведя на нет все завоевания Ивана Грозного в Ливонии. Конные отряды из войска Батория заняли Смоленщину и Черниговщину. Но после безуспешной осады Пскова король заключил перемирие с Москвой и приступил к созданию антитурецкой лиги с участием Москвы.