25 июля 1564 г. начался поход в Литву конной рати воеводы Василия Андреевича Бутурлина, выступившей из Смоленска под Мстиславль. Составившие его войско татарские, ногайские и мордовские отряды «воевали мстиславские места и кричевские и радомысльские и могилевские и многих людей побили и в полон взяли». Во время похода было захвачено 4787 полоняников.

Положение России серьезно осложнилось возобновившимися набегами отрядов крымских татар и ногайцев на южное порубежье Московского государства. В связи с этим русское правительство осенью 1564 г. решило заключить перемирие со Швецией, согласившись признать переход под власть короля Эрика XIV Ревеля (Колывани), Пернау (Пернова), Вейсенштейна (Пайде) и некоторых других городов и крепостей на севере бывшей ливонской Эстляндии. Перемирие было подписано в сентябре 1564 г. в Юрьеве Ливонском (Дерпте), вступив в силу 21 ноября того же года.

Нормализация отношений со Швецией позволила русскому командованию усилить натиск на Великое княжество Литовское. Успешно выдержав трехнедельную осаду Полоцка, в сентябре 1564 г. осажденного Григорием Ходкевичем, царские воеводы перешли в наступление. Выступив в октябре 1564 г. из Великих Лук, русское войско осадило пограничную литовскую крепость Озерище и 6 ноября 1564 г. «взяша городок огнем». Во время штурма был захвачен ротмистр Мартын Островецкий. Пленил его «сын боярской юрьевец Карп Иванов сын Жеребятичев».

Вскоре после этого, закрепляя свое присутствие на Полоцкой земле, русские власти начинают возводить на ее западных рубежах новые крепости. В 1566–1567 гг. были построены Козьян, Красный, Ситно, Сокол, Суша, Туровля, Ула и Усвят.

Стремясь укрепить свои позиции в тяжелой войне с Россией, власти Великого княжества Литовского пошли на объединение с Польским королевством. Решение об этом было принято на Люблинском сейме 1 июля 1569 г. Объединение военных потенциалов Литвы и «Коруны Польской» оказало в итоге решающее влияние на исход войны. Однако перелом в ходе боевых действий произошел далеко не сразу. Великое княжество Литовское, все предшествующие годы в одиночку воевавшее с Московским государством, нуждалось в мирной передышке. В июле 1570 г. было заключено трехлетнее перемирие межу Московским государством и Речью Посполитой, по условиям которого за обеими сторонами сохранялись занятые ими территории. Иван Грозный решил воспользоваться этим обстоятельством, чтобы нанести решительный удар по Швеции, где в сентябре 1568 г. был свергнут его союзник Эрик XIV. Новым королем стал младший брат свергнутого государя Юхан III, женатый на сестре польского короля Сигизмунда II Августа Екатерине Ягеллонке. Шведский король разорвал союзный договор с Россией, заключенный его предшественником незадолго в феврале 1567 г. В Стокгольме были ограблены прибывшие на ратификацию договора московские послы. Война между Московским государством и Швецией стала неизбежна. В этих условиях Иван IV решил принять мирные предложения польского короля. В начале июня 1570 г. в Москве было заключено трехлетнее перемирие, позволившее русскому царю перебросить войска к шведскому рубежу.

Готовясь к наступлению на Ревель, Иван Грозный решил заручиться поддержкой части осевшего в Прибалтике немецкого дворянства и Дании, враждовавшей со Швецией. С этой целью на занятых Москвой землях Ливонии создается вассальное королевство, правителем которого стал младший брат датского короля Фредерика II — принц Магнус Гольштейнский, в русских документах именовавшийся «Арцимагнусом Крестьяновичем». Переговоры с датчанами начались в ноябре 1569 г., но лишь в июне 1570 г. принц прибыл в Москву. Осыпанный дарами, Магнус принял предложение Ивана Грозного стать его «голдовником» (вассалом) и был провозглашен «королем Ливонским». «В честь и в удовольствие» новому союзнику царь отпустил на свободу всех пленных немцев.

21 августа 1570 г. большое русско-ливонское войско во главе с «королем» Магнусом и воеводами Иваном Петровичем Яковлевым и Василием Ивановичем Умным-Колычевым, подошло к Ревельской крепости. Оно насчитывало не менее 25 тыс. человек. Но горожане, в июне 1561 г. принявшие подданство и покровительство Швеции, ответили решительным отказом на предложение сдаться, направленное им Магнусом. Началась долгая и трудная осада хорошо укрепленного города. Русские, к тому времени уже имевшие достаточный опыт осады ливонских замков, соорудили напротив крепостных ворот деревянные башни, с которых вели интенсивный обстрел города. Однако на этот раз он не принес успеха. Защитники Ревеля не только оборонялись, но и совершали частые вылазки, разрушая осадные сооружения. Численность русского войска была явно недостаточна для взятия столь крупного портового города с мощными фортификационными сооружениями, перестроенными в соответствии с новейшими достижениями европейской фортификации. Тем не менее, русские воеводы настояли на решении продолжать осаду. Они надеялись добиться успеха зимой, когда море будет сковано льдом и шведский флот не сможет поставлять в город подкрепления. Не предпринимая активных действий, русские войска и их ливонские союзники занимались опустошением окрестных селений, восстановив против себя местное население. Между тем шведский флот успел до холодов доставить ревельцам подкрепление, запасы продовольствия, дров и боеприпасов, значительно облегчив положение осажденных. Осада затягивалась. Не принес успеха и начавшийся 16 января 1571 г. обстрел Ревеля «огненными ядрами». Продолжение борьбы за ожесточенно сопротивляющуюся крепость становилось бессмысленным. 16 марта 1571 г., простояв под городом «30 недель без трех дней», Магнус Гольштейнский и его русские союзники вынуждены были снять осаду и отступить.

В том же 1571 г. враги попытались атаковать России с севера — летом этого года неприятельский флот впервые вошел в Белое море. Вблизи Соловецких островов появилась эскадра из кораблей Швеции, Голландии и Гамбурга, но, по неизвестной причине, не решилась штурмовать еще не имевшую укреплений обитель и без боя ушла восвояси. Несмотря на благополучный исход вражеского морского похода, он не мог не встревожить русские власти.

Участившиеся военные неудачи и действия шведов и их союзников в Беломорье вынудили Ивана Грозного изменить тактику. Воспользовавшись развязавшим ему руки «бескоролевьем» в Речи Посполитой, наступившим после смерти польского короля Сигизмунда II Августа (19 июля 1572 г.), царь решил на время оставить Ревель в покое. Новый план военных действий предусматривал полное вытеснение шведов из Северной Эстляндии. Иван Васильевич рассчитывал, что, захватив все находившиеся здесь города, он заставит покориться и Ревель. В конце 1572 г. он возглавил новый большой поход своих войск в Прибалтику.

В декабре 1572 г. во главе 80-тысячной армии Иван Грозный осадил опорный пункт шведов в центральной Эстляндии — замок Вейсенштейн (Пайде), в котором оставалось всего 50 воинов под командованием коменданта Ганса Бойе. Крепость подверглась мощному артобстрелу. На шестой день осады 1 января 1573 г. начался приступ, во время которого город был взят. В бою за Вейсенштейн погиб царский любимец, известный опричник думный дворянин Григорий Лукьянович Малюта Скуратов-Бельский. По сообщению русских и ливонских источников, сопротивление ливонцев разгневало царя. В ярости он приказал сжечь пленных немцев и шведов («И взя Пайду не во многи дни и немец изсече всех, и на огне жгоша»). После взятия Вейсенштейна Иван IV вернулся в Новгород.