Между тем наступили холода. Владислав с войском оставил Тушино и двинулся по переславской дороге к Троице-Сергиеву монастырю. Гетман Сагайдачный двинулся на юг. Он сжег посады Серпухова и Калуги, но взять оба города не сумел. Из Калуги Сагайдачный отправился в Киев, где объявил себя гетманом Украины.
Подойдя к Троицкому монастырю, поляки попытались взять его штурмом, но были встречены интенсивным артиллерийским огнем. Владислав приказал отступить на 12 верст от монастыря и разбить лагерь у села Рогачева. Королевич отправил отряды поляков грабить галицкие, костромские, ярославские, пошехонские и белозерские места, но в Белозерском уезде поляки были настигнуты воеводой князем Григорием Тюфякиным и побиты.
В конце ноября в селе Деулине, принадлежавшем Троице-Сергиеву монастырю и находившемся в трех верстах от него, возобновились русско-польские переговоры. Объективно время работало на Москву — вторая зимовка могла стать роковой для польского войска. К тому же пришлось бы зимовать не в городе Вязьме, а почти в чистом поле, и расстояние до польской границы было в два раза большим. Но тут большое влияние на русских послов оказали субъективные факторы. В дела посольские вмешалось руководство Троицкого монастыря, которого мало интересовала судьба юго-западных русских городов, но зато рьяно требовалось снятие польской блокады с монастыря любой ценой. А главное, Михаилу Романову и его матери во что бы то ни стало хотелось видеть Филарета в Москве.
В итоге 1 декабря 1618 г. в Деулине было подписано перемирие сроком на 14 лет и 6 месяцев, то есть до 3 января 1632 г. По условиям перемирия полякам отдавались уже захваченными ими города Смоленск, Белый, Рославль, Дорогобуж, Серпейск, Трубчевск, Новгород Северский с округами по обе стороны Десны, а также Чернигов с областью. Мало того, им отдавался и ряд городов, контролируемых русскими войсками, среди которых были Стародуб, Перемышль, Почеп, Невель, Себеж, Красный, Торопец, Велиж с их округами и уездами. Причем, крепости отдавались вместе с пушками и «пушечными запасами». Эти территории отдавались врагу вместе с населением. Право уехать в Россию получали дворяне со служилыми людьми, духовенство и купцы. Крестьяне и горожане должны были принудительно оставаться на своих местах.
Царь Михаил отказывался от титула «князя Ливонского, Смоленского и Черниговского» и предоставлял эти титулы королю Польши.
В свою очередь поляки обещали вернуть захваченных русских послов во главе с Филаретом. Польский король Сигизмунд отказывался от титула «царя Руси» («великого князя Русского»). России возвращалась икона святого Николая Можайского, захваченная поляками и вывезенная ими в 1611 г. в Польшу.