Конечно, Иоанну, у которого в руках была на морском побережье только одна Нарва, тогда как поляки владели и прусскими гаванями, Ливония была еще более необходима. Желая решить с Сигизмундом-Августом полюбовно вопрос о ней, Иоанн и возымел намерение вступить в 1560 году в брак с его сестрой Екатериной, но, как было уже помянуто, брак этот не состоялся, и Сигизмунд-Август поспешил выдать ее замуж за брата короля Эрика Шведского – Иоганна, герцога Финляндского. Вскоре затем начались военные действия между русскими и польско-литовскими войсками, во время которых, однако, шли и пересылки о мире. В течение 1561 и 1562 годов не было решительных столкновений; но в самом конце 1562 года государь собрал значительную рать, около 80 000 человек, с большим нарядом, то есть с осадными пушками, и совершенно неожиданно подошел к Полоцку, который был вслед за тем взят нами 15 февраля 1563 года; сидевший в нем польский воевода Довойна и латинский епископ были отосланы в Москву; наемные же королевские воины из иноземцев были щедро одарены Иоанном и отпущены домой; с горожанами он тоже обошелся очень милостиво; однако всех жидов приказал перетопить в Двине.

Радость Грозного по случаю взятия старинной русской вотчины Полоцка была чрезвычайна. Он писал об этом митрополиту: «Исполнилось пророчество Русского угодника, чудотворца Петра митрополита, о граде Москве, что взыдут руки его на плещи врагов его…». Затем он уведомил о своей победе и Девлет-Гирея Крымского, послав ему в дар несколько взятых в плен литовских дворян и богато убранных коней. Царское возвращение из-под Полоцка было обставлено такою же торжественностью, как и возвращение из-под Казани. Воеводами во вновь завоеванном городе были оставлены князья Петр Шуйский и два Серебряных-Оболенских; им приказано было укрепить его, а также выстроить вокруг несколько небольших крепостей на главнейших путях, творить правый и безволокитный суд жителям и строго следить, чтобы не завелась и измена.

Взятие Полоцка поразило поляков, как громом. Сигизмунд-Август усилил свои тайные сношения с крымским ханом, чтобы навести его на наши границы, и с крамольными московскими боярами, всячески приглашая их к отъезду от Иоанна; в то же время он сносился с Эриком Шведским, побуждая его к союзу против нас, и, наконец, чтобы выиграть время, отправил своих больших послов в Москву для заключения перемирия. Иоанн согласился на перемирие и приказал прекратить военные действия до Успеньева дня. Но затем, убедившись в коварстве Сигизмунда-Августа, не дал согласия на вторичное перемирие до Благовещения 1564 года, а продлил его лишь до зимнего Николы того же 1563 года. «Это ли брата нашего правда, – писал он королю по поводу перехваченной русскими грамоты его к Эрику, – что ссылается со Шведским на нас; а что он не бережет своей чести, пишется Шведскому братом ровным, то это его дело, хотя бы и водовозу своему назвался братом – в том его воля. А то брата нашего правда ли? К нам пишет, что Лифляндская Земля его вотчина, а к Шведскому пишет, что он вступается за убогих людей, за повоеванную и опустошенную Землю; значит, это уже не его Земля! Нас называет беззаконником, а какие в его Землях безбожные беззакония совершаются (распространение лютеранства), о том не думает?..».

Во время перемирия польские послы, приехавшие в Москву, вели с боярами переговоры и о мире. По-видимому, Грозный искренно хотел его, так как уступал королю все бывшие Ливонские владения, лежавшие на левом берегу Западной Двины, и на этом условии соглашался заключить перемирие на долгий срок. Следуя живости своего нрава, царь, вопреки установившемуся веками обычаю, по которому только бояре говорили с послами, вызвал их к себе и начал сам с ними говорить, доказывая свои права на исконные владения русских государей, отошедшие после татарского нашествия к Литве. При этом Иоанн, укоряя Сигизмунда-Августа в нежелании называть его царем, говорил, что воевать из-за этого не будет, «то его воля, сам он про то знает. А прародители наши ведут свое происхождение от Августа Кесаря, так и мы от своих прародителей на своих Государствах Государи… а если брат наш не пишет нас в своих грамотах полным именованием – то нам его описывание не нужно».