С середины 1530-х гг. более четверти века мир царил на Полоцкой земле. Московское государство и Великое княжество Литовское, в достаточной мере испытав силы друг друга в предшествующие пятьдесят лет, долгое время избегали серьезных конфликтов. Внешнеполитические приоритеты Москвы переместились на восток: основные силы брошены были на борьбу с Казанью, Астраханью и Крымом. С 1558 г. московский государь был занят войной в Ливонии. Но именно столкновение интересов Московского и Польско-Литовского государств на ливонском театре военных действий подготовило почву для новой кровопролитной войны между ними. В результате Северная Белоруссия в 1560-х гг. становится районом интенсивного ведения боевых действий, жестоких битв с участием армий, насчитывавших десятки и сотни тысяч человек.
Время для полоцкого похода было избрано весьма удачно. В XV-XVII вв. московско-литовский рубеж находился в состоянии непрекращающейся полувойны, и удивительным было, скорее не начало настоящей войны, а затянувшееся мирное время. Два чрезвычайно мощных государства в бесконечном территориальном споре руководствовались не столько абстрактными интересами, сколько конкретными возможностями нанесения эффективного удара по противнику. Вопросы религии, национальности, исторической справедливости — потом. Прежде всего с той стороны была многочисленная, небогатая и потому алчная шляхта, а с этой — такой же небогатый и алчный и не менее воинственный «средний служилый класс», по терминологии Хелли. Поэтому в начале всех начал: удачно напасть, разорить, обогатиться, по возможности закрепить за собой занятую территорию. С этой точки зрения понятен выбор Полоцка в качестве объекта для нанесения удара: Полоцк был богат, многолюден, имел большой торгово-ремесленный посад. В XVI в. это был крупнейший город на территории современной Белоруссии, т.е. Иван IV и его армия могли рассчитывать на огромную добычу, как, в сущности, и произошло. Помимо этого взятие Полоцка давало целый ряд дополнительных выгод, прекрасно охарактеризованных Одерборном: «[Иван] Васильевич в высшей степени жаждал захватить этот город по причине важного его положения, славы и величия, богатств, возможности безо всяких затрат содержать в нем войско, и, наконец, благоприятного случая совершать нападения глубже в литовские земли и осуществлять из Полоцка управление на большой территории...» Действительно, как заметила А.Л. Хорошкевич, вся Ливонская война велась «под лозунгом овладения наследием, якобы оставленным Августом-кесарем своему далекому потомку Рюриковичу». Иван IV считал Ливонию и тем более западнорусские земли своим владением по праву. И слава Полоцка, центра древнего княжения, как нельзя более привлекала царя. С другой стороны, Полоцк нависал над южным флангом русской группировки в Ливонии, и впоследствии Стефан Баторий в первом своем походе против Московского государства опять-таки направил усилия на отвоевание Полоцка с целью создать угрозу отсечения Ливонии от внутренних районов России.
Судя по тому, что первый разряд для похода был составлен в сентябре 1562 г., подготовка войск началась именно тогда. По своему масштабу это военное мероприятие было грандиозным, едва ли уступавшим походу на Казань 1552 г., и требовало тщательной организации сбора сил. Рать собиралась по полкам в 17 городах, не считая сил, которые вышли с самим царем из Москвы. Не позднее 20-х чисел ноября был составлен уточненный разряд похода, т.к. именно в эти дни в Москве находился литовский «гончик Сенка Олексеев», тщетно пытавшийся добиться перемирия. Для будущих литовских послов царь велел выдать «опасную грамоту», но сами переговоры с С. Олексеевым велись, очевидно, лишь для отвода глаз, и отпущен он был с Лобаном Львовым по дороге через Тверь — Псков — Юрьев Ливонский, т.е. значительно севернее маршрута движения московских войск. Литовского посланника велено было придержать во Пскове до того момента, «когда государь с Лук пойдет, чтобы на государеву рать вести не дал». Иными словами, маршрут был к 27 ноября окончательно определен. 30 ноября царь Иван IV выступил с войском из Москвы. 4 декабря он был уже в Можайске. Здесь войска остановились на две недели. В Можайске была составлена предварительная заготовка к окончательному разряду похода, и оттуда же к отрядам, собиравшимся по городам, были разосланы списки. Общий сбор был назначен на 5 января в Великих Луках. Там же, вероятно, должен был состояться и первый смотр собравшейся армии.
К назначенному сроку к Великим Лукам успели подойти все отряды. В один день! Это образец гибкости и слаженности военной машины Московского государства, удивительный даже и для последующих столетий. Из истории западноевропейского военного искусства в один ряд с подготовкой и сбором войск Ивана IV в зимнюю кампанию 1562—1563 гг. можно поставить, пожалуй, один лишь знаменитый марш армии Оливера Кромвеля к Вустеру. Как тут не вспомнить похвалу А. Гваньини русскому дворянству, собиравшемуся в поход с удивительной быстротой, по первому приказу царя. К подобным спешным, но четко организованным действиям русские воинские люди были приучены столетиями противостояния молниеносным набегам ордынцев. Гибкость военного управления в период Московского государства справедливо отмечал Дж. Кип, противопоставляя ее регулярному, но всебюрократизированному и громоздкому военно-административному аппарату Российской империи. Миттельшпиль полоцкой партии начался с расстановки полков вокруг города, занявшей весь день 31 января. Перемещения полков выдают колебания командования московской армии относительно выбора направления главного удара. Первоначально, видимо, предполагалось нанести его из Задвинья, штурмуя город по льду Двины. 3 февраля в расположении войск была сделана важная перемена: «учалася река портитися», и поэтому сильнейший государев полк был переведен за реку и поставлен «у Егорья Великого», а на место государева полка был отправлен более слабый полк левой руки. Сторожевой полк, еще менее многочисленный, встал между большим полком и ертоулом — следовательно, сменил на этом месте ушедший в Задвинье полк левой руки. Мотивировка всех этих передвижений очевидна: атаковать Полоцк из Задвинья по хрупкому льду, или тем более во время ледохода — полное безумие, и в результате перегруппировки сил основная часть русских войск была сконцентрирована против городских стен Великого посада (большой полк с севера и государев полк с востока). Наряд с 31 января стоял «меж Георгия Святого и Волова озера». Таким образом, направление основного удара переместилось.
На протяжении всего времени полоцкой осады от 30 января вплоть до падения города русским командованием были четко организованы разведка и охранение. 30 января застава была выслана за Двину, к Бельчицкому монастырю. Виленский воевода и великий гетман литовский Н. Радзивилл мало что мог противопоставить московской армии. Переписка между ним и королем Сигизмундом Августом свидетельствует о полном бессилии последнего помочь чем-либо Литве.
Действия литовских военачальников, направленные на деблокаду Полоцка извне, не увенчались успехом. Городской гарнизон в течение всей осады был предоставлен самому себе.
В дальнейших событиях решающую роль сыграли русские осадные пушки «большого» наряда. Один немец из Полоцка, очевидец осады, через 12 лет рассказывал императорскому послу в Москве X. Кобенцелю, что город был взят в три дня «...при таком пушечном громе, что, казалось, небо и вся земля обрушились на него». Пушки сокрушили городские, а затем и замковые стены, конечно, не в три дня: с перерывами артиллерия делала свое дело почти неделю — 8-14 февраля. Согласно упоминавшемуся уже виленскому летучему листку, «открыл он ... такую сильную пальбу, что граждане оставили город...». Мощь огневого удара поразила и самих осаждающих: «якоже от многого пушечного и пищалного стреляния земле дрогати и в царевых и великого князя полкех, бе бо ядра у болших пушек по двадцети пуд, а у иных пушек немногим того легче...» Сила огня была умножена близостью расстояния от туров до стен: давала себя знать ошибка Довойны, подпустившего московские войска к самым стенам Великого посада, — орудия с короткой дистанции буквально взламывали их. В результате начался страшный пожар, погубивший 3000 дворов. И прямо посреди пламени шел жестокий бой между стрельцами и детьми боярскими, с одной стороны, и поляками — с другой. Эту схватку можно расценивать как вторую попытку частного штурма. Бой окончился несчастливо для обеих сторон: князья Д.Ф. Овчинин и знаменитый Дм. Ив. Хворостинин, придя на помощь бившимся за посад отрядам, отогнали поляков, «потоптали и в город вбили», но замка не взяли. На пожарище московские воинские люди завладели брошенным имуществом. Поляки покинули посад, но отстояли замок. Тогда же к русским полкам вышло, по разным источникам, от 11 до 24 тыс. посадских людей и крестьян полоцкого повета. Они показали осаждающим большие запасы продовольствия, спрятанного в «лесных ямах».
Так закончился 9 февраля миттельшпиль полоцкой партии — вновь с ощутимым перевесом на стороне московских войск. Осажденные укрылись в замке и могли уповать теперь лишь на крепость его стен и на возможную помощь извне.
Решающие события эндшпиля заняли всего неделю. 9-10 февраля «большой» наряд был поставлен «на пожженом месте», а также в Заполотье и Задвинье против замковых стек. 11 февраля туры и пушки были придвинуты ближе к укреплениям замка. Первые два дня, а также 13-14 февраля орудия били без перерыва целые сутки. Ядра разбивали замковую стену, достигая противоположной стены, защитники терпели от них жестокий урон. Полочане «токмо крыяшеся в домох своих, в погребах и в ямах от пушечного и пищалного стреляния». Русской артиллерией использовались огненные ядра к, возможно, зажигательные смеси, в результате в самом замке вспыхнул пожар, пылало несколько десятков домов. Гарнизон вынужден был одновременно оборонять стены и тушить огонь. В ночь с 14 на 15 февраля усилиями московских пушкарей и стрельцов, посланных к стенам, укрепления были также подожжены. К тому времени ядрами было выбито 40 городень из 204, составлявших периметр укреплений полоцкого замка.
Таким образом, в этой кампании артиллеристы Ивана IV показали немалое искусство. Еще Сигизмунд Герберштейн, побывавший в Московском государстве в 1516—1517 гг. и в 1526 г., отмечал совершенное неумение русских использовать артиллерию. А уже Манштейн в широко известных своих «Исторических, политических и культурных записках о России с 1727 по 1744 гг.» напишет, что артиллерия очень немногих европейских стран могла бы сравниться с русской и еще менее того — превзойти ее; это была, по его мнению, единственная отрасль военного искусства, в которой Россия могла обеспечить себя отлично подготовленными командирами. Так вот, опыт применения полевых и осадных орудий был набран московскими пушкарями именно в середине XVI в., когда залпы русских пушек весьма часто решали участь городов. Первостепенную роль артиллерия сыграла при осаде Казани, под Нарвой, Дерптом, Феллином. У стен Полоцка наряд Ивана IV располагал уже кадрами, отлично знавшими свое дело.
Защитникам Полоцка нельзя отказать в мужестве: Стрыйковский писал, что они тревожили осаждавших частыми вылазками, во всяком случае, Лебедевской летописью и разрядом Сапунова действительно зафиксирована вылазка, имевшая место то ли в ночь с 9 на 10 февраля, то ли с 10 на 11. В ней приняли участие «Довойнов двор весь» (800 чел. конницы) «да пешие люди многие», но в бою за контрвалационные укрепления с отрядом боярина кн. Ив.В. Шереметева они потерпели поражение и с потерями отошли в замок. Сам Шереметев получил контузию пушечным ядром. Но за дерзость вылазки осажденным пришлось расплатиться пленниками — «языками».
Таким образом, к утру 15 февраля положение защитников замка стало катастрофическим: Радзивилл оказать помощи им не мог, укрепления были разбиты, силы таяли изо дня в день, в то время как настоящего урона московским войскам нанести не удавалось. За всю осаду армия Ивана IV потеряла, по русским данным, всего 86 чел. К тому же в самом городе было достаточно сторонников сдачи. За несколько часов до рассвета московские полки начали подготовку к штурму, который, по всей видимости, должен был стать для Полоцка последним.
И тогда из города вышел епископ Арсений Шисца «со кресты и с собором», было сдано городское знамя, а воевода полоцкий запросил начать переговоры о сдаче. Иван IV потребовал прибытия в свой стан самого Довойны, и тому пришлось согласиться. Далее сведения источников противоречат друг другу: согласно официальной московской Лебедевской летописи, переговоры шли до вечера и закончились сдачей города на том условии, что царь обещает «показать милость» и «казней не учинить». Далее летопись и в самом деле не отмечает никаких казней. Гарнизон и горожане были выведены из города и разведены по двум станам. Виленский летучий листок дополняет летописное известие: солдатам оставили их оружие, а горожанам — нет; те и другие находились «под сильной стражей» и 5 дней не получали никакой провизии; все они были переписаны, и желающим, в особенности из числа наемных немецких артиллеристов, было предложено поступить на московскую службу — некоторые изъявили согласие».