После того как защитникам Пскова удалось взорвать Свиную башню вместе с нападавшими врагами, ситуация в корне изменилась: теперь россияне были уверены, что защитят город, тем более что и потери в королевском войске были ощутимыми – 5 тысяч павших воинов против тысячи убитых защитников крепости. Рано наступившая зима совсем не прибавила мужества наемным воинам, которые, опасаясь гнева короля, во всем винили канцлера и коронного гетмана Яна Замойского, не обеспечившего подвоз продовольствия для армии. Несмотря на твердое решение короля взять Псков если не штурмом, то длительной осадой, это становилось все менее вероятным, тем более что защитники города удачно ликвидировали все подкопы и старательно заделывали все бреши в крепостных стенах.
В конце октября королевское войско еще раз попыталось штурмом овладеть городом, теперь со стороны замерзшей реки Великой, но затянувшийся на неделю штурм был в конце концов отбит. Для поднятия боевого духа в армии король отправил часть войска для взятия Печерского монастыря, находившийся в 56 верстах от Пскова, который мог послужить местом временного отдыха отдельных подразделений. Вот только из этой затеи ничего не получилось: монахи и 200–300 воинов, оставленных псковским воеводой там для защиты, во главе с Юрием Нечаевым столь упорно защищались, что после двух неудачных приступов нападавшие отступили.
После этого оставалось либо ждать, когда защитники города от недостатка продовольствия сами сдадут Псков, либо отвести войско на зимние квартиры. Король выбрал первое, войско – второе: около 3 тысяч немцев покинули войско. Да и сам король, приказав войску рыть землянки, уехал в Варшаву, где должен был состояться сейм. Оставшийся во главе войск Ян Замойский, несмотря на введение жесткой дисциплины, с трудом удерживал войско от окончательного разложения. Одним из последних успехов королевского войска был поход князей Криштофа Радзивилла, Филона Кмита-Чернобыльского и воеводы Михаила Гарабурды к верховьям Волги, где они сожгли несколько деревень да взяли Ржев и Старицу, откуда царь Иван Грозный в очередной раз ретировался в Александровскую слободу.
Посланник папы Григория XIII, а теперь еще доверенное лицо царя Ивана IV, иезуит Антоний Поссевин все это время продолжал свою миссию по установлению мира между Польско-Литовским и Российским государствами. И вот когда стороны совершенно выдохлись в своем военном противостоянии, в декабре 1581 г. съехались представители короля и царя в деревню Ям-Заполье, где в присутствии Антония Поссевина начались переговоры о заключении перемирия. Шестого января 1582 г., с трудом договорившись о титуловании государей в грамотах, стороны заключили перемирие сроком на 10 лет. По условиям перемирия Россия отказывалась от Ливонии, Полоцка и Велижа, а Литва возвращала Великие Луки, Заволочье, Невель, Холм, Себеж, Остров, Красный, Изборск, Гдов. Был предусмотрен также обмен пленными. На радостях осаждавшие Псков воины устроили пир, на который Ян Замойский пригласил защитников города. Сам князь Шуйский на пир не поехал, а младшие воеводы с удовольствием поучаствовали.