Царским войском, осаждавшим этот город, начальствовал князь Мстиславский, а в товарищах у него был князь Михаил Васильевич Скопин-Шуйский. Видя безуспешное действие пушек и мортир, воеводы придумали устроить примет, которым надеялись зажечь деревянные городские стены. Для сего они велели сложить целый вал из дров и хворосту; а затем, перебрасывая дрова вперед, осаждающие постепенно придвигали вал к стенам, причем сами находились под его же прикрытием. Но из царского войска были частые перебежчики, которые извещали обо всем Болотникова, и тот принял свои меры. Он сделал подкопы, с помощью их взорвал ближайшую часть вала и зажег его; а так как в это время ветер подул в сторону осаждающих, то, пользуясь их смятением от дыма и пламени, Болотников сделал вылазку и побил много людей. Однако осада продолжалась, и в городе открылась сильная нужда в съестных припасах. В таком отчаянном положении Болотников послал в Путивль к князю Шаховскому с новою просьбою о немедленной помощи. Шаховской уже не раз подкреплял воров; теперь же, не имея более готовой силы у себя под руками, нашел ее в другом месте: он отправил гонца звать так называемого Лжепетра с его казаками.

Еще в царствование Лжедимитрия I, и по его примеру, среди терских казаков появился самозванец, принявший на себя имя небывалого царевича Петра. Они сочинили басню о том, что у царя Федора Ивановича родился сын Петр, которого верные бояре подменили дочерью и тайно воспитали, опасаясь козней Бориса Годунова. По выбору товарищей, хотевших подобно донским казакам воспользоваться смутою и поживиться на счет Московского государства, эту роль Лжепетра принял на себя молодой казак Илейка, родом из Мурома. Он послал грамоту о себе Лжедимитрию, которого называл своим дядею. Тот отвечал ласково и приглашал его в Москву, где, конечно, готовил ему западню. Лжепетр с большою толпою казаков поплыл вверх по Волге и уже был за Свияжском, когда получил известие о гибели мнимого дяди. Тогда казаки повернули назад и дорогою занялись разбоем и грабежами. Потом они ушли на Дон, где и зазимовали. Тут нашли их посланцы Шаховского. Лжепетр немедленно отправился в Путивль во главе полчища, состоявшего из казаков терских, донских и волжских; потом к нему присоединились еще запорожцы; так что у него оказалось войска более 10 000 человек. По дороге этот казацкий Самозванец взял и разграбил несколько городов, в том числе Цареборисов; причем зверски замучил некоторых попавших в его руки воевод и дворян, например, Михаила Сабурова, князей Приимкова Ростовского, Щербатова, Долгорукова и других. А князя Андрея Бахтеярова, бывшего прежде путивль-ским воеводою, он не только убил, но и опозорил его боярскую честь, взяв его дочь себе в наложницы. В Путивле он соединился с князем Шаховским, и отсюда они двинулись в Тулу, а на помощь Болотникову отрядили часть войска под начальством князя Телятевского. Услыхав о том, Мстиславский из-под Калуги навстречу Телятевскому выслал князей Татева и Черкасского с 17 000 человек. На речке Пчельне они сразились с ворами, но пали в битве, а полки их обратились в бегство. Прибыв под Калугу, беглецы эти распространили смятение в царском войске. Болотников воспользовался минутою, сделал отчаянную вылазку и нанес поражение осаждавшей рати; часть ее перешла на сторону мятежников. Только мужество Скопина-Шуйского и Истомы Пашкова спасло ее от совершенного разгрома; покинув тяжелые орудия и съестные запасы, она отступила к Боровску. Это происходило весною 1607 года.

Болотников из Калуги двинулся к Туле; соединился с Лжепетром и снова готовился идти на Москву. Ввиду такой опасности царь Василий обнаружил на сей раз необычную ему решимость и воинственную предприимчивость. Он объявил, что сам выступает против воров, и разослал всюду грамоты с строгими приказами о сборе служилых и даточных людей. Монастырские и церковные вотчины также долженствовали выставить ратников. Патриарх приказал во всех храмах служить молебны об успехе царского оружия, а Болотникова, Самозванца и их сообщников торжественно предавать проклятию. Из Москвы одушевление распространилось в областях; немало также действовал страх за имущество и общественный порядок, угрожаемые разбойничьими полчищами. Царь Василий лично выступил в походе во главе почти стотысячного ополчения. Передовой полк его под начальством князей Голицына и Лыкова недалеко от Каширы на речке Восме встретился с передовым отрядом воров, предводителем которого был Телятевский, и разбил его наголову; в этой битве отличился Прокопий Ляпунов с своими рязанцами. Царские войска двинулись прямо на Тулу, и в конце июня обступили этот город, в котором засели все главные вожаки мятежников, т. е. Болотников, Лжепетр, Шаховской и Телятевский, имея 20 000 отборных казаков и других ратников с большим количеством военных и съестных запасов.

Руководимые и одушевляемые Болотниковым, осажденные оборонялись долго и упорно. Когда же обнаружился недостаток продовольствия, они порезали коней и всех животных, ели кошек и всякую падаль, но не хотели и слышать о сдаче. Царская рать начинала уже терять надежду на взятие города и стала падать духом. Открылись побеги и отъезды. Между прочими, служилые татарские князья Петр и Александр Урусовы со многими мурзами покинули царский стан и уехали в Крым. Из Северской украйны приходили вести, что там собирается новая туча в лице второго Лжедимитрия, который готовился идти на выручку Тулы.

Вдруг неожиданное обстоятельство помогло Василию.

Некто муромский боярский сын Фома Сумин-Кровков посредством разрядного дьяка подал царю челобитную, в которой просил дать ему посохи, обещая запрудить реку Упу и потопить город Тулу. Его предложение сначала вызвало насмешки, однако было принято. Он велел каждому ратнику принести по мешку или плетенке с землею; затем отобрал людей, знающих мельничное дело, и начал из земли, дерева, хворосту и соломы строить плотину, чтобы перегородить реку Упу ниже города, расположенного на ее низменных берегах. По мере изготовления плотины, вода стала подниматься, проникла в острог, а потом и в город. Наконец самые дворы были затоплены, немногие остававшиеся запасы продовольствия погибли и все тайные подвозы прекратились. В Туле настал голод. Тульские «сидельцы» постепенно начали выходить и бить челом Василию о прощении. Наконец на самый праздник Покрова Богородицы, 1 октября, все туляне сдались, выговорив себе общее помилование, которое царь обещал им под присягою. Иноземцы рассказывают, что Болотников подъехал к царской ставке, сошел с коня, положил саблю себе на шею, и, ударив в землю челом, сказал Василию: «Я исполнил свою клятву и верно служил тому, кто называет себя Димитрием; но он меня выдал, и теперь я в твоей власти. Если хочешь моей головы, вели ее отрубить; а если оставишь мне жизнь, то я буду служить тебе так же верно». Василий Иванович, по-видимому, не придал значения этим словам; да и трудно было тогда доверять подобным людям; притом бояре и дворяне посмотрели бы очень косо на помилование человека, заявившего себя их злейшим врагом. Болотников, Илейка Муромец, казачий атаман Нагиба и несколько десятков взятых с ними немцев были под стражею отправлены в Москву. Здесь Илейку повесили. Болотникова послали в Каргополь и там его утопили. А пленных немцев (в том числе помянутого лекаря Фидлера) сослали в Сибирь. Но князья Телятевский и Шаховской как знатные люди были пощажены. Последний — по летописному выражению «всей крови заводчик» — воспользовался тем, что перед сдачею Тулы воры посадили его в тюрьму за ложные обещания скорой помощи от Димитрия, и уверял Шуйского, будто пострадал за намерение ему покориться. Царь сделал вид, что поверил ему, и отправил его на Кубенское озеро в Каменную Пустынь.

По городам немедленно были разосланы царские грамоты с известием о великой победе над мятежниками и с приказанием читать эти грамоты в соборном храме, петь благодарственные молебны и производить трехдневный колокольный звон. Уже наступила глубокая осень. Покончив с долгой и трудной осадой, Шуйский распустил по домам большую часть утомленного войска и воротился в Москву, куда въехал торжественно, при колокольном звоне, в колеснице, обитой красным сукном и запряженной четырьмя белыми конями. Отсюда он ездил в Троице-Сергиеву Лавру, чтобы принести св. Угоднику благодарственную молитву за тульскую победу и просить его заступления против других грозивших врагов. В следующий затем мясоед, в январе месяце, пятидесятилетний невзрачный и подслеповатый царь Василий, по благословению патриарха Гермогена, сочетался браком с княжною Марьей Петровной Буйносовой-Ростовской, с которою был помолвлен еще при Лжедимитрии I: он надеялся получить от нее наследника престолу и таким образом упрочить свою династию.