С 1622 года все дипломатические контакты с Речью Посполитой были прерваны, а Филарет особое внимание стал уделять приемам иноземных послов. Так к началу 30-х годов XVII века сложилась антипольская коалиция, куда вошли кроме России Швеция, Трансильвания и Турция.
Момент для начала военных действий был удачным: Польша находилась в стадии «безкоролевья» и внутри страны шла борьба за власть. Самым трудным для патриарха был вопрос о выборе главнокомандующего. Выбор пал на М.Б. Шеина. Филарет не сомневался в его преданности и опытности – Шеин в недалеком прошлом мужественно оборонял Смоленск, а затем сам находился в польском плену. Но он был сварлив и неуживчив, не признавал авторитетов и чужого мнения. А это не позволило ему найти контакта с иностранными офицерами, что в дальнейшем плохо сказалось на ходе войны.
В конце лета 1632 года русская армия выступила в поход. Путь лежал на Смоленск. Для русского войска начало войны было успешным – удалось вернуть ряд городов – Дорогобуж, Стародуб, Новгород-Северский и другие. К осени русские полки стояли уже под Смоленском.
Но к тому времени ситуация сложилась не в пользу России. В Польше был избран королем Владислав, союзник России шведский король Густав погиб в бою, и вместе с ним погибла надежда о совместных действиях против Речи Посполитой, Турция начала войну с Ираном и не могла сражаться на два фронта. Таким образом, Россия осталась один на один с объединенной под властью нового короля Польшей.
В августе 1633 года хорошо вооруженная и прекрасно обученная польская армия подошла на помощь к осажденному Смоленску. Разношерстная русская армия и ее главнокомандующий Шеин не смогли оказать полякам достойного сопротивления.
Неудачи под Смоленском, в которых Филарет винил в первую очередь себя, тяжело им переживались. Он осознавал, что к ведению войны Россия была не готова, да и выбор главнокомандующего оставлял желать лучшего. Все это отразилось на здоровье уже далеко не молодого патриарха, и 1 октября 1633 года он скончался, прожив около 80 лет.
Смоленская война закончилась полным крахом для России. Царь Михаил Федорович с большим трудом перенес навалившееся на него несчастье. Годом раньше он потерял мать, а теперь и отца, не говоря уж о поражении России в войне с Польшей. Противнику досталось много оружия, пушек, боеприпасов и провианта. Главнокомандующий Шеин был обвинен в измене и казнен. Единственным положительным итогом войны стало признание Польшей законных прав Михаила Федоровича на русский престол по условиям Полянского мира 1634 года.