В тот же день (26 октября) дворяне и казаки заняли Кремль, но торжественный въезд в Кремль воеводы назначили на 27 октября. С утра казаки Трубецкого собрались у церкви Казанской Богородицы за Покровскими воротами, а ополчение Пожарского — у церкви Иоанна Милостивого на Арбате. Взяв кресты и образа, оба ополчения двинулись с разных сторон в Китай-город. Сошлись ополчения у Лобного места. Там троицкий архимандрит Дионисий начал служить молебен. В это время из Спасских ворот Кремля вышел другой крестный ход во главе с галасунским (архангельским) архиепископом Арсением и кремлёвским духовенством. Они несли икону Владимирской Богоматери. После молебна войско и горожане отправились в Кремль. Увиденное за воротами Кремля их ужаснуло. Все церкви были разграблены и загажены, почти все деревянные постройки разобраны на дрова и сожжены. В больших чанах нашли разделанные и засоленные человеческие трупы. Тем не менее, воеводы приказали отслужить обедню и молебен в Успенском соборе.
Сразу же после изгнания поляков начались очистка и восстановление Кремля и всей столицы. Трубецкой поселился в Кремле во дворце Годунова, а Пожарский — на Арбате в Воздвиженском монастыре. Кремлёвские сидельцы бояре разъехались по своим вотчинам. Михаил Романов с матерью уехали в свою вотчину село Домнино Костромского уезда.
Король Сигизмунд в Вязьме узнал о капитуляции польских войск в Москве. Там королевские войска соединились с отрядами гетмана Ходкевича и вместе двинулись осаждать укреплённый городок Погорелое Городище. Местный воевода князь Юрий Шаховский на требование сдачи ответил королю: «Ступай к Москве. Будет Москва за тобою, и мы твои». Король послушался и пошёл дальше.
Основные силы поляков осадили Волоколамск, а конный отряд пана Адама Жолкевского двинулся к Москве. Жолкевский дошёл до села Ваганьково, где был атакован русскими. Поляки были разбиты и бежали. В бою поляки захватили смоленского дворянина Ивана Философова. Жолкевский велел допросить его и узнать, хотят ли по-прежнему москвичи королевича Владислава на царство, полнолюдна ли Москва и много ли там припасов. Философов ответил, что Москва «людна и хлебна», и все готовы помереть за православную веру, а королевича на царство брать не будут. То же самое дворянин сказал и самому Сигизмунду.
Потеряв надежду овладеть Москвой, король решил по крайней мере взять Волоколамск, который обороняли воеводы Иван Карамышев и Чемесов. Поляки трижды штурмовали город, но были отбиты. Третий штурм кончился вылазкой казаков под началом атаманов Нелюба Маркова и Ивана Епанчина. Казакам удалось отогнать ляхов и уволочь у них несколько пушек.
27 октября Сигизмунд приказал войску уходить в Польшу. По дороге от холода и голода поляки потеряли несколько сотен человек.
Зиму 1612—1613 годов князь Пожарский провёл в Москве. После освобождения столицы от поляков его влияние постепенно падало. Историки давно ломают копья в спорах, домогался ли Дмитрий Михайлович царского престола. Сторонники этой версии любят приводить показания дворянина Л. Сукина, который в 1635 году утверждал, что «Дмитрий Пожарский воцарялся, и стало ему в двадцать тысяч». Противники утверждают, что Сукин врал со злости на князя. Главным же аргументом против «воцарения Пожарского» служит миф о храбром, но наивном и глуповатом воеводе, который и помыслить не мог о царском венце. Хорошей иллюстрацией этого мифа стала народная песня, записанная в 40-х годах XIX века П. В. Киреевским:
Давайте зададим себе простой вопрос: почему никто из историков не отрицает полководческого таланта Пожарского, его блестящих способностей как политика, так и дипломата? И вдруг зимой 1612 года Пожарский предлагает выбрать в цари малограмотного подростка, всю жизнь проведшего за бабскими юбками, из семейства изменников, активно участвовавшего во всех заговорах против государства Российского с 1600 года. Я уж не говорю о том, что Михаил, в отличие от Пожарского и большинства его ратников, целовал крест Владиславу, а его отец находился в польском плену.