Началом восстания стал отказ принять нового архимандрита Иосифа, присланного из Москвы. К его приезду монастырская братия на общем собрании приняла ещё одну челобитную на имя царя. В ней уже в крайне резкой форме говорилось о дьявольском происхождении новых книг, проводилась идея страдания за веру. Рим, Константинополь, Москва пали, а потому единственным местом, где обитает истинное благочестие, остаются Соловки. Монахи писали: «не присылай, государь, напрасно к нам учителей, а лучше, если изволишь книги менять, пришли на нас свой меч, чтобы переселиться нам на вечное житие». Примечательно, что челобитная взывала к авторитету не только соловецких чудотворцев Зосиме и Савватию, но и вспоминала Михаила Романова с Филаретом. Правительство расценило послание как ультиматум и в ответ выслало войска, запретило подвоз продовольствия: началась блокада обители, произошли первые вооружённые столкновения.
Однако установить блокаду при благожелательном настрое крестьянства оказалось довольно трудно. Местные жители постоянно подвозили припасы, крестьян периодически вылавливали, но те ссылались на хозяйственные дела, связь же с мятежниками отрицали. Некоторые просто перебегали к ним, вливаясь в ряды обороняющихся, чьё количество достигало 700 человек. По деревням и селениям зачитывали указ, отписывающий вотчины монастыря царю, но крестьяне продолжали снабжать осаждённых. Огромный духовный авторитет старинной обители, складывавшийся столетия, уничтожить росчерком пера было невозможно. Сочувственно относилась к восставшим и часть царского войска, состоявшего на первых порах преимущественно из стрельцов — архангельских, холмогорских, кемских, вологодских — все они не отличались желанием воевать с монастырём.
Продолжавшаяся в течение нескольких лет осада не приносила ощутимых результатов. Соловецкий монастырь превращался в дестабилизирующий фактор для обширного северного региона. Оттуда потоком лилась пропаганда против церковных новшеств, раздавались призывы сжигать новые книги, ломать четырёхконечные кресты, кои называли латинским крыжем, уничтожать даже утварь с их изображением. Вместо царя и патриарха начали молиться за здравие православных архиепископов, то есть за тех, кто не принял реформу. Осаждённые также впервые ввели не только религиозные, но и бытовые разграничения между «верными» и «неверными», вплоть до выделения последним особой посуды. Требовали перекрещивать греков и киевлян, а находившихся в монастыре ссыльных украинцев изолировали от остальных.
Разочарование итогами Большого собора дало толчок к формированию беспоповской идеологии, превратившейся затем в ведущий народный религиозный тренд. Её начала были разработаны одним из книжников Соловков Герасимом Фирсовым. В своём «Трактате о двуперстии» он заключил: если духовные наставники погрешат против веры и будут прельщать ересями, то это не пастыри, а лжеучителя, противопоставляющие себя христианским идеалам благолепия. Вину за смущение церкви Фирсов полностью возлагал на верховных иерархов, а также на тех священников, которые не проявили решимости в отторжении зла. Как установили специалисты, беспоповская практика постепенно утверждается в монастыре: чтение текстов перешло от священников к верующим, последовали изменения в исповеди, в погребальном обряде и т. д.