В этих условиях Михаил Скопин-Шуйский выбрал самый эффективный способ действий. Он продолжил блокаду Дмитрова передовыми отрядами, непрерывно беспокоя осаждённых «огненным боем» и одновременно накапливая под Дмитровом силы для большого сражения. Гетману Сапеге, фактически отрезанному от остальных войск, было явно невыгодно долго оставаться в «осадном сидении». Скопин-Шуйский надеялся, что он в конце концов выведет свои полки в «поле».

Между тем к Дмитрову подходили всё новые и новые ратники. Пришли пищальники воеводы Григория Валуева, «пешие люди с огненным боем»: подкрадываясь к самым стенам острога, они из-за укрытий метко стреляли по бойницам. Подоспел сторожевой полк князя Лыкова и воеводы Давида Жеребцова, роты иноземных наёмников. Общее число воинов, блокировавших Дмитров, достигло двенадцати тысяч. С таким войском уже можно было сражаться с интервентами и в «поле».

Расчёты Михаила Скопина-Шуйского оправдались. 20 февраля 1610 года ему удалось-таки выманить часть польского гарнизона из города и был, по словам летописца, «велий бой».

Сражение началось нападением русских ратников на острог, за деревянными стенами которого укрывались казацкие сотни гетмана Сапеги. Удар оказался настолько неожиданным и сильным, что укрепления были прорваны и началось избиение казаков. Волей-неволей Сапеге пришлось посылать на их выручку польские роты из города. Но помощь опоздала, казаки уже бежали в панике, бросив все пушки, боеприпасы и продовольствие. Под ударом оказались польские роты, которые Сапега Не успел отвести обратно в город. Они тоже понесли тяжёлые потери. В один день гетман лишился большей части своего войска. Немногочисленный гарнизон Дмитрова теперь не представлял серьёзной опасности. Правда, у гетмана ещё оставались силы для обороны городских стен, но к активным действиям он был не способен. В военном отношении дальнейшее «сидение» в Дмитрове ничего не давало. Удержание крепости могло себя оправдать только в том случае, если бы появилась надежда на быструю и действенную помощь со стороны, но такой надежды не было. В блокаде оказался и пан Лисовский в Суздале. Пан Млоцкий, стоявший под Брянском, подвергся нападению двух тысяч лыжников, ему было не до Сапеги. Двенадцатитысячное русское войско взяло Можайск. Резко активизировались московские воеводы, связав по рукам и ногам гетмана Рожинского в Тушине. По словам летописца, «государевы люди многие с Москвы пошли на воровские таборы». Михаил Скопин-Шуйский постарался связать боями все польские и литовские рати, остававшиеся в России, — действия под Дмитровом полководец считал только эпизодом большой войны.

Непосредственно в сражении под Дмитровом сам Скопин-Шуйский не участвовал. Он перевёл свою ставку из-под Троице-Сергиева монастыря в деревню Шепиловку, поближе к Дмитрову, и оттуда руководил воеводами, которых поимённо перечисляет автор «Повести о победах Московского государства»: «Послал от Троицы государевых бояр под Дмитров, князя Ивана Семёновича Куракина, да князя Бориса Михайловича Лыкова с полками на поляков и литовцев. Дмитров взяли, и поляков и литовцев побили, и полки разогнали».

Автор повести допустил одну неточность. Дмитров был оставлен гетманом Сапегой без боя. На второй день после сражения 20 февраля Михаил Скопин-Шуйский с основными силами вернулся в свой лагерь под Троицей, оставив у Дмитрова отряды лыжников и двести конных дворян и «детей боярских». Этого оказалось достаточно, чтобы блокировать город с трёх сторон. Дорога на запад не была занята русскими заставами, они как бы предлагали гетману отступить, не желая тратить войско на штурмы крепостных стен. Так и произошло. По словам Конрада Буссова, «в постоянном страхе стоял господин Сапега», а 27 февраля 1610 года он сам поджёг Дмитров, уничтожил тяжёлые пушки, которые невозможно было увезти, и с остатками войска направился к Смоленску, в лагерь короля Сигизмунда III.

Вскоре окончательно распался и тушинский лагерь. 6 марта 1610 года поляки и казаки покинули Тушино и вместе двинулись к Иосифо-Волоколамскому монастырю. Одновременно обратились в поспешное бегство польские и казацкие отряды, грабившие уезды на Верхней Волге, очистив, как сообщал паи Пясецкий, «все владения около Волги».

12 марта 1610 года полки Михаила Скопина-Шуйского торжественно вступили в столицу. Пастор Мартин Бер так рассказал в своей «Летописи Московской» об этом заключительном эпизоде войны: «Скопин и Делагарди вошли в столицу без всякого препятствия. В течение одного года они очистили всё пространство от Ливонии до самой Москвы, так что из стотысячной рати, около двух лет осаждавшей Москву и Троицкий монастырь, не видно было ни одного поляка, ни одного казака.

Шуйский весьма ласково принял своих защитников; часто угощал за царским столом, одарил всех офицеров золотою и серебряною посудою, выплатил всему войску жалованье».

О торжественной встрече в Москве воеводы Скопина-Шуйского сообщала и русская «Повесть о победах Московского государства»: «Послал государь встречать его боярина своего Михаила Фёдоровича Кашина, велел его с большим почётом встретить. И выйдя из города Москвы все люди появление боярина ожидали. И была в Москве радость великая, и начали во всех церквах 8 колокола звонить и молитвы к богу воссылать, и все радости великой преисполнились.

Люди же города Москвы все хвалили его мудрый и добрый разум, и благодеяния, и храбрость».

Таким было отношение народа к юному победителю.

Но было и иное отношение — со стороны царя Василия Шуйского и его родственников. Царь явно опасался популярности своего племянника, любимца войска и народа. Передавали слухи, что в личной беседе царь упрекнул своего племянника в нескромности, а Михаил будто бы посоветовал дяде оставить трон и дать стране другого царя, чтобы объединились все люди русские...

Трудно сказать, соответствовали ли эти слухи действительности, но то, что они вполне правдоподобны , и вызывали сочувствие многих, и не только простых ратников, — несомненно.

Осторожный и хитрый Василий Шуйский внешне не проявлял недоброжелательства к молодому полководцу, устраивал в его честь торжественные пиры. Откровеннее был недалёкий и честолюбивый брат царя, Дмитрий Шуйский. Говорили, что ещё при торжественной встрече Скопина-Шуйского, глядя с городского вала на вступавшее в Москву войско, Дмитрий вслух произнёс: «Вот идёт мой соперник!» Беспокойство Дмитрия Шуйского вполне понятно. После смерти бездетного царя он надеялся унаследовать трон, а популярность племянника делала это почти безнадёжным.

Под шум торжественных пиров назревала трагедия.

Ничего не подозревавший Михаил Скопин-Шуйский охотно принимал участие в пирах, готовился к весеннему походу на короля Сигизмунда III, всё ещё осаждавшего Смоленск. Автор повести сообщал, что он «ожидал, когда просохнут весенние пути, потому что в это время земля, залитая половодьем после таяния снегов, ещё не затвердела».

В апреле 1610 года полки Скопина-Шуйского «делали у столицы примерное сражение». На военных учениях присутствовали царь Василий Шуйский и его родственники.

Стройными шеренгами стояли пехотинцы с длинными, «немецкими» копьями, на многих из них были железные панцири. Позади пикинёров дымили фитилями пищальники. Застыли у пушек, поставленных на колеса, кряжистые пушкари. Тяжёлая конница, вооружённая на западноевропейский манер «ручницами» и копьями, тоже выдерживала строй, мгновенно поворачивалась по сигналам трубы, наступала то железным клином, выставив вперёд копья, то рассыпалась лавой для преследования, взмахивая саблями. Трескуче грохотали залпы из сотен пищалей, тяжело ухали пушки, выбрасывая клубы чёрного порохового дыма. Развевались над полками пёстрые стяги, ветер шевелил перья на шлемах воевод и сотенных голов. Ратники восторженно приветствовали криками проезжавшего Скопина-Шуйского. Царь Василий и его окружение были растеряны и обеспокоены силой и популярностью молодого предводителя войска.

Вероятно, недоброжелательство старших родственников не было тайной для Скопина-Шуйского. Во всяком случае, известно, что Яков Делагарди советовал воеводе как можно скорее оставить Москву и выступить к Смоленску — среди своего войска полководец был бы в безопасности. Но развязка наступила быстрее, чем войско подготовилось к походу.