Другой причиной выбора Полоцка в качестве объекта нападения была идеологическая. Еще в 1513 году Россия пыталась предложить Священной Римской империи признание своего права на захват Киева, Полоцка и Витебска в обмен на признание права имперских войск на вторжение в Прусские земли, захваченные Ягеллонами. Начиная с 1517 года Полоцк упоминается практически во всех случаях декларирования Москвой территориальных претензий на «исконно русские земли», завоеванные Великим княжеством Литовским. И, хотя вплоть до Ливонской войны эти декларации Россией никогда не претворялись в жизнь, а служили, скорей, средством дипломатического давления на Литву, нападение на Полоцк в 1563 году произвело грандиозный политический эффект. Оно навевало на поляков и литовцев страшные мысли, что русский царь перешел от слов к делу и за Полоцком последуют Киев и Вильно...
30 ноября 1562 года войска двинулись из Москвы. Армия шла через Можайск и Торопец к Великим Лукам. 5 января Иван IV во главе главных сил прибыл в Великие Луки, сюда же подошли остальные отряды. 10 января 1563 года войска начали выходить из Лук и двигаться к Полоцку. В большом полку значилось 2929 дворян, 1629 татар и 1295 казаков. Полк правой руки состоял из 2027 дворян, 966 служилых татар и мордвы, 1009 казаков. Передовой полк включал в себя 1900 дворян, 940 служилых татар и 1046 казаков. Полк левой руки – 1900 дворян, 933 татарина и 605 казаков. Сторожевой полк – 1855 дворян и 1111 человек татар, мордвы и мещеры. Наряд – 1433 дворян и 1048 казаков. С дворянами шли боевые холопы – их точное число неизвестно, но, видимо, количество конных воинов надо умножить как минимум вдвое. Это был один из крупнейших заграничных походов русской армии в XVI веке.
К середине XVI века Полоцк являлся хорошо укрепленным центром Великого княжества Литовского. Его фортификации состояли из рва, вала, бревенчатой крепостной стены и девяти башен от четырех до семи метров высоты. Башни носили имена: Устейская (в устье реки Полоты), Мошна (в излучине Полоты), Экиманская, Освейская, Coфинская и т. д. На стенах и башнях располагалось несколько десятков орудий. Общая длина валов и рвов, окружавших город, к середине XVI века по периметру составляла около четырех километров – немало по меркам того времени.
Удар оказался для короля Сигизмунда совершенно неожиданным. Вооруженные силы Великого княжества Литовского оказались не в состоянии отразить вторжение. Король вообще ограничился заявлениями о великом испытании и моральной поддержке, гетман Литвы Миколай Радзивилл начал собирать полки, но под Полоцк им было не успеть. К моменту начала осады в наличии было всего две тысячи литовских воинов и 400 поляков. Городской гарнизон оказался брошен на произвол судьбы. Положение воеводы Полоцка Станислава Довойны осложнялось еще и тем, что под защиту городских стен прибыло несколько тысяч беженцев из всей городской округи. В случае долгой осады это означало, что запасов продовольствия хватит ненадолго и помощи Радзивилла можно и не дождаться.
Иван Грозный отправил в Полоцк посла с предложением сдачи и перехода в подданство России на тех условиях, на которых захотят сами полочане. Горожане посла убили. 30 января 1563 года сам царь ездил осматривать будущий театр боевых действий, а 31 января началась расстановка полков вокруг крепости для осады и штурма. Первоначально предполагалось атаковать укрепления по льду реки Полоты, со стороны водоема, где они были слабее, чем со стороны поля. Но на Полоте оказался слишком тонкий лед, и гнать по нему пехоту и конницу под огнем неприятельской артиллерии было рискованно. Тогда полки были сосредоточены против городских стен полоцкого посада. Им было приказано строить из дерева и земли осадные укрепления – туры. За турами размещали осадную артиллерию.
Первая попытка штурма была предпринята 5 февраля. Стрельцы под командованием Ивана Голохвастова подожгли крепостную башню над Двиной, взяли ее и вошли в острог. Однако не удержались в городе и отступили. До вечера 5 февраля Полоцк обстреливала легкая и средняя артиллерия. Крупнокалиберные орудия еще не были установлены на позициях. Однако хватило легких и средних: полочане запросили переговоров о сдаче.
Переговоры, длившиеся с 6 по 8 февраля, получились странными. С одной стороны, оба противника сознательно тянули время. Русским надо было установить на позициях тяжелую артиллерию, а воевода Довойна рассчитывал на прибытие Радзивилла. С другой – успех на переговорах был все же возможен: в Полоцке была довольно влиятельная прослойка православного населения, готового на компромисс с московским царем. Для Ивана IV было бы даже значимей, если бы Полоцк склонил свою голову без боя: это бы означало, что деморализованное население Великого княжества Литовского готово признать власть православного государя.
В итоге переговоры закончились неудачей. Довойна так и не смог решиться на принятие русских условий, а московские воеводы за время переговоров успели подвести туры под самые городские стены и изготовить к стрельбе тяжелые орудия. 8 февраля переговоры были прерваны и заговорила артиллерия. Как писали современники, начался такой пушечный гром, что, «казалось, небо и вся земля обрушились» на Полоцк. Крупнокалиберные ядра буквально взламывали стены, разрушали строения в городе. На посаде вспыхнул страшный пожар, уничтоживший почти три тысячи дворов. По разным данным, возгорание случилось или от огня русской артиллерии, или от поджогов, сделанных по приказу воеводы Довойны. Воевода решил отвести свои силы в замок, а для этого будто бы и приказал сжечь посад. Так или иначе, одновременно с пожаром начался второй штурм города. Русские дворяне под командованием Д. Ф. Овичины и Д. И. Хворостинина, пройдя через пылающие улицы, «втоптали» польский гарнизон в замок, но взять его не смогли.
Таким образом, к 9 февраля город был частично взят. Жители начали сдаваться. С 9 по 11 февраля тяжелая артиллерия и туры переносились «на пожженное место», на пепелище полоцкого посада, к стенам замка. Непрерывный огонь длился несколько суток. Его интенсивность достигала такой силы, что отдельные ядра пролетали территорию замка насквозь и ударялись в противоположную стену изнутри. Горожане прятались от огня в погребах. Гарнизон занимался не обороной, а тушением очагов пожаров. Но их было слишком много, и в конце концов полоцкий замок оказался объятым пламенем. Артиллерийским огнем было разрушено 40 укрепленных участков стены из 204, составлявших укрепления замка. Было очевидно, что падение полоцкой цитадели – только вопрос времени.
Защитники Полоцка вели себя мужественно, даже делали вылазки, чтобы разрушить русские осадные укрепления. Сделать этого не удалось, зато после каждой контратаки силы оборонявшихся таяли. Утром 15 февраля 1563 года городские ворота открылись, и из них вышла процессия православных священников во главе с епископом Арсением. Так Полоцк объявил о своей сдаче. В результате переговоров, длившихся до вечера, Иван Грозный пообещал не трогать защитников города. После достижения договоренности о правилах сдачи навстречу русским полкам из Полоцка вышло «3907 мужского полу, а жонок и девок 7253 и обоего [пола] 11 160 человек».
