7 октября 1610 года Лев Сапега под Смоленском принимал московское посольство во главе с митрополитом Филаретом и князем Василием Голицыным. Они со своей стороны просили, чтобы Владислав немедленно приехал в Москву. Лев Сапега оставался неумолим. Он требовал, чтобы впредь был сдан Смоленск. «Мы хотим, — говорил канцлер послам, — чтобы Смоленск целовал королю крест только ради чести, в знак уважения к нему».
Когда хитрость не помогла, Лев Сапега подкупил членов московского посольства — боярина Томилу Луговского и боярина Василия Сукина. Он отправил их в окруженный Смоленск, чтобы они уговорили защитников города открыть ворота и сдать, наконец, Смоленск. Но все было впустую. Воевода Шеин не хотел сдавать город без согласия на то патриарха Гермогена.
Только 3 июня 1611 года истощенный Смоленск был захвачен штурмом. Воевода Шеин вместе с его семьей попали в плен. Филарета и Василия Голицына тоже вскоре арестовали и отправили в замок Мариенбург, откуда позже перевезли в тюрьму одного из дворцов Льва Сапеги.
Однако временные военные успехи мало радовали Льва Сапегу. Средств, чтобы содержать огромную армию на московских землях, катастрофически не хватало.
В это время активизировались шведы. 10-тысячный корпус шведов под командованием Якова Делогарди выступил против Великого Княжества Литовского.
18 октября 1611 года умерла вторая жена канцлера — Гальшка Радзивилловна, с которой Лев Сапега имел трех сыновей: Николая, Христофора и Казимира. Канцлер был вынужден вернуться домой, чтобы заняться похоронами, а также решением неотложных внутригосударственных проблем.
В Москве остались незначительные силы Великого Княжества Литовского и Польши — хоругви Яна Сапеги и Яна Короля Ходкевича. Но из-за недостатка средств они через год покинули столицу Московского княжества.
Известно, что в 1617 году Лев Сапега выступил в качестве мецената виленского печатника Леона Мамонича, который подготовил к печати православный «Служебник» (Вильно, 1617). Леон Мамонич разместил в издании собственные панегирические стихи на герб мецената и прозаическую «Благодарность канцлеру Льву Сапеге».
Леон Мамонич выражал почтение Льву Сапеге, желал ему долгих лет жизни, здоровья, мужества, славы и приумножения богатств. Он буквально писал: «Так нехай будет за то заплата вашей милости вечная в небе у Бога и тут, на земли, у людей слава несмертельная, што, ваша милость, собе еднаеш яко иншими добрыми делы своими, так и тым святобливым делом, помогаючы Хреспянству нашему Церкви Восточное, яко бы в обрадках своих, по уставу святых и богоносных отец, хвалу Божую порядне отправовало.
Бог вседеръжитель нехай умножит лета вашей милости, даст доброе здоровье и силу мужественную в тых подвигах и трудах вашей милости, которые для хвалы Божое и добра речи посполитое подыймовати рачиш.
Чого вси, милующi хвалу Божую и добро речи посполитое, зычать вашей милости, межы иншими и я, хотя ж найменшш, але упршме зычливый слуга вашей милости, моего милостивого пана, зычу и Пана Бога прошу».
Лев Сапега не отказался от планов расширить собственные владения и территории ВКЛ за счет территорий на Востоке. В 1617 году он вновь актуализировал проект возведения на московский престол королевича Владислава.
Белорусские и польские хоругви первыми начали военные действия против Московского княжества. К ним присоединился 20-тысячный казацкий корпус гетмана Петра Конашевича-Сагайдачного.
Осенью 1618 года войска ВКЛ и Польши штурмовали Москву. Над окруженным городом во второй половине сентября 1618 года появилась комета. Напуганные небесным знамением жители Москвы ждали страшных событий. Лев Сапега действовал напористо, требуя мирной сдачи города. 24 ноября 1618 года он писал защитникам Москвы, чтобы они прекратили бессмысленное сопротивление и сдали город: «Нет ни терпения, ни желания дальше возиться с вами… Завтра отдадим приказ армии начать наступление, а сами уедем на Сейм».
И действительно, городу был нанесен большой ущерб. Но судьба смилостивилась над Москвой. В армии ВКЛ и Польши росло недовольство, солдаты не получали обещанных наград по тысяче золотых на каждого.
Лев Сапега отъехал на Варшавский вальный сейм, чтобы получить государственные средства на продолжение кампании. Но тщетно, казна была пуста. Канцлер вернулся под Москву только с новыми обещаниями. Запорожские казаки согласились подождать и продолжить осаду Москвы до полного триумфа. Но часть белорусских и польских хоругвей отказались воевать без денег. В скором времени они подались домой.