Вслед за кн. М. Л. Глинским к городу вскоре показались более крупные части под командованием кн. Бориса Ивановича Горбатова, кн. Михаила Васильевича Кислова-Горбатова и боярина Ивана Андреевича Челядина: «Они же, пришед, град оступили». Дата полного обложения крепости устанавливается по сообщению королевской окружной грамоты, сообщавшей, что «люди неприятеля нашого Московского, пришедши под замок наш Смоленьск, по святом Николе о тыждень, замок наш облегли»[71], т. е. Смоленск был окружен 22 мая (день св. Николая).
В составе главной группировки из 12 командиров соединений было 7 бояр, что свидетельствовало о достаточно крупных силах, стянутых под Смоленск. Помимо этого, для усиления осадной армии в Туле воеводам кн. Ивану Михайловичу Воротынскому и кн. Ивану Семеновичу Семейке Ярославскому, Андрею Никитичу Бутурлину и Григорию Фомину сыну Квашнину велено сформировать еще один корпус и направить его к Дорогобужу[72]. На второстепенное направление — под Оршу — из Великих Лук 7 июня направилась новгородско-псковская рать боярина и воеводы кн. В. В. Шуйского (10 воевод, 5 полков).
На этот раз с осадой крупной крепости было решено покончить раз и навсегда. Но хотя под Смоленск были стянуты большие силы и средства, все же часть войск решено оставить на Туле (10 воевод в 5 полках) и на Угре (3 воеводы)[73] во избежание татарской угрозы.
С главной армией к Смоленску прибыла артиллерия. Ее сопровождали европейские специалисты огнестрельного дела. Под руководством иностранных инженеров были возведены артиллерийские батареи, с которых начался обстрел крепости. Сам великий князь для руководства осадой выехал из Москвы 8 июня.
По свидетельству летописцев, именно артиллерийский обстрел, когда «земля колыбатися… и весь град в пламени курениа дыма мняшеся въздыматися ему», похоронил надежду на спасение литовского гарнизона: «И повеле князь велики пушкарю Стефану пушками город бити июля в 29 день в суботу, на 3-м часу дни, из-за Днепра. И удари по городу болшею пушкою. И лучися на городе по их пушке по наряженой ударити, и их пушку розорвало, и много в городе в Смоленску людей побило… на шестом часу дни тот же Степан ту же пушку пустил, и много ядер мелких собра, и окова свинцем, и удари в другой. И того боле в городе людей побило…». Для второго выстрела пушкарь Стефан использовал несколько небольших ядер, окованных свинцовыми полосами. В полете крепления разрывались и туча железных, каменных и свинцовых шаров накрывала противника. «И князь велики повеле ударити в третьие, и того боле людей побило в городе». Защитники крепости во главе с комендантом Юрием Сологубом начали переговоры о прекращении огня, но Василий Иванович был непреклонен. Условием прекращения бомбардировки могла быть только капитуляция: «и повеле бити пушками многими отвсюду».
После продолжительной осады 30 июля 1514 г. гарнизон и жители решили сдать крепость. Дату капитуляции источники называют разную — то 30, то 31 июля.
Решающую роль в капитуляции сыграла тактика чередования переговоров с массированной бомбардировкой. Как отмечено в разведдонесении от 3 сентября 1514 г. мемельского комтура Михеля фон Швабена, «Московит с большой силой подошел к Смоленску и там же произвел сильный обстрел из пушек, которым он сразу сильно пробил и разрушил с одной стороны Смоленский замок, так что бывшие в замке не могли дальше держаться, и отправились к Московиту [со словами], что он должен прийти и взять замок…»[74].
Польские хронисты еще в XVI в. дали развернутый ответ на вопрос, почему такая мощная и «доблестно защищаемая крепость» капитулировала перед «Московитом», и почему смоляне предпочли сдаться, а не защищать город до конца. По сообщению С. Гурского, великий князь «военными машинами и огненными ядрами не смог ни взять, ни изгнать гарнизон, который деятельно защищался, то отказался от осады и обошел с войском окрестности, и все встречное опустошил огнем и разграбил и вновь вернулся к осаде замка». В ходе переговоров князю Михаилу Глинскому якобы удалось переманить «префектов великими уговорами и еще большими обещаниями»[75]. По Герберштейну, Василий Иванович овладел крепостью «после измены воинов [и начальника, одного чеха]…»[76].