Между тем поляки привезли к Новгороду Северскому несколько крепостных пушек, захваченных в Путивле, и начали бомбардировку крепости, не прекращавшуюся ни днем, ни ночью, и после недельного обстрела «разбиша град до обвалу земного».
Чтобы выиграть время, Басманов начал переговоры с Лжедмитрием и попросил заключить двухнедельное перемирие, будто бы необходимое для принятия решения о сдаче крепости. Мнишек и Отрепьев согласились на это.
Басманов использовал перемирие, чтобы исправить повреждения крепости. 14 декабря в крепость прорвалось небольшое подкрепление – сотня стрельцов.
Лишь когда пришли первые известия о вторжении войска самозванца, царь Борис приказал собрать в течение двух недель, к 28 октября, дворянское ополчение. Приказ был повторен трижды, но выполнить его не удалось. Основными причинами этого стали осенняя распутица и нежелание дворян ехать на службу.
Командование армией было доверено Дмитрию Ивановичу Шуйскому, одному из самых бездарных московских воевод. Войско двинулось к Брянску, где простояло около трех недель. Брянское стояние надоело Борису, и Шуйский был заменен на князя Федора Ивановича Мстиславского, столь же знатного и бестолкового воеводу.
18 декабря армия Мстиславского подошла к Новгороду Северскому и простояла в полном бездействии три дня. Воспользовавшись этим, солдаты Мнишка напали на татарский отряд из состава сторожевого полка и разгромили его.
20 декабря противники выстроились на поле друг против друга, но до сражения дело не дошло, обошлось все мелкими стычками. Лжедмитрий старался оттянуть начало решительной битвы переговорами, и это ему удавалось, так как Мстиславский тоже не торопился, он ждал подкреплений, хотя у Мстиславского было от 40 до 50 тысяч человек, а у самозванца – не более 15 тысяч.
21 декабря Лжедмитрий атаковал царское войско. Сражение началось стремительной атакой польских гусар на правом фланге войск Мстиславского. Полк правой руки, не получив помощи от других полков, в беспорядке отступил. Одна из польских гусарских рот, следуя за отступающими, неожиданно оказалась в расположении большого полка около Ставки Мстиславского. Там стоял большой золотой стяг, укрепленный на нескольких повозках. Гусары подрубили древко, захватили стяг, сбросили с коня Мстиславского, ранив его при этом в голову. На выручку воеводе кинулись русские дворяне и стрельцы. Часть гусар была убита, остальные, во главе с капитаном Домарацким, взяты в плен. После ранения Мстиславского командование русским войском взяли на себя воеводы Д. И. Шуйский, В. В. Голицын и А. А. Телятевский. Но они не сумели использовать свое численное преимущество и отдали приказ войску отойти.
Лжедмитрий мог праздновать победу. По польским источникам, поляки потеряли убитыми около 120 человек, а русские – до 4 тысяч человек. Хвастливые поляки приписали успех исключительно себе. Они, видимо, в число убитых не включили казаков и русских сторонников самозванца.
После сражения «рыцарство» потребовало у Лжедмитрия денег. Царское войско отступило в полном порядке, и трофеев практически не было. В Северской земле все, что можно было разграбить, ляхи давно уже разграбили. Пуще всего бесчинствовала рота капитана Фредрова. Выборные из этой роты пришли к самозванцу и заявили: «Дай только нам, а другим не давай: другие смотрят на нас и останутся, если мы останемся». Лжедмитрий поверил и дал денег одной роте. Но утаить это от остального войска не удалось, и ситуация еще больше накалилась.
1 января 1605 г. в лагере самозванца вспыхнул открытый мятеж. «Рыцарство» бросилось грабить обозы. Они хватали все, что попадало под руку – продовольствие, снаряжение, различный скарб. Мнишек попытался остановить грабеж, но следующей ночью мятеж вспыхнул с новой силой. Поляки решили покинуть самозванца. Лжедмитрий ездил по всем ротам, уговаривал «рыцарство» остаться, но в ответ слышал только оскорбления. Один поляк сказал ему: «Дай бог, чтоб посадили тебя на кол». Лжедмитрий дал ему за это в зубы, но этим только распалил поляков, которые стащили с него шубу. Шубу эту потом русские приверженцы самозванца вынуждены были выкупить у поляков.