Гнев царя обрушился на города, признавшие власть Магнуса, осмелившиеся сопротивляться его воеводам. Массовые казни были проведены в захваченном Кокенгаузене, призванные устрашить защитников других ливонских крепостей. В Вольмаре, осажденном отрядом Б. Я. Бельского и Д. И. Черемесинова, насчитывавшим 2,5 тыс. человек, по наказу царя, все, выступившие из города немцы были окружены, разоружены и перебиты. В плен взяли лишь коменданта Вольмара «Юрия Вилкова» (позднее посаженного на кол для устрашения венденцев) и еще 20 «лутчих немец».

2 сентября 1577 г. войско во главе с воеводами князем Иваном Ивановичем Голицыным и Василием Львовичем Салтыковым выступило на Венден. Жители этого города, узнав о расправе с населением крепостей, признавших власть Магнуса, отступили в «Вышгород» (внутренний замок) и отказались впустить туда русское войско. В начавшейся перестрелке защитники цитадели ранили воеводу В. Л. Салтыкова. Разгневанный царь приказал казнить под стенами цитадели всех захваченных в Вольмаре пленных. К Вендену подвезли тяжелую артиллерию, огнем которой укрепления «Вышгорода» были разрушены. Предчувствуя неминуемую гибель, венденцы предпочли взорвать себя сами, дабы избежать страшного для них гнева московского царя.

Репрессии в отношении непокорных устрашили ливонцев, не имевших возможности защищаться от русских войск. 29 августа покорность Ивану IV поспешили высказать жители Леневарда, ранее перешедшие на сторону Магнуса, а теперь признавшие власть Москвы.

10 сентября 1577 г. один из самых победоносных русских походов в Ливонию закончился. Торжествуя, Иван Васильевич отправил к Стефану Баторию захваченного Магнусом в Вольмаре, а затем переданного русским пленного литовского военачальника Александра Полубенского, который должен был передать польскому королю мирные предложения московского царя.

Не желая мириться с русскими завоеваниями в Прибалтике, Баторий, по-видимому, еще до окончания Данцигского восстания (декабрь 1577 г.), попытался направить на войну литовское шляхетское ополчение («посполитое рушение»), но собранные отряды оказались немногочисленными. Все же в ноябре 1577 г., используя военную хитрость и силу, поляки и литовцы отвоевали Невгин (Динабург), Кесь (Венден) и еще несколько небольших крепостей и замков: Бутен, Лемзель, Буртник, Зонцель, Эрлю, Роге, Нитов. В тайные переговоры с польским королем вступил и «ливонский король» Магнус, в начале 1578 г. изменивший России и передавший свои владения под покровительство Речи Посполитой.

Встревоженный неожиданными успехами противника и потерей важных крепостей, Иван IV направляет в Ливонию войска, но вновь его воеводы из-за массового уклонения служилых людей от исполнения своих обязанностей не смогли выполнить царский приказ. Прибывшие к Режице князь Семен Дмитриевич Куракин, князь Андрей Васильевич Репнин и Игнатий Петрович Татищев вопреки полученным распоряжениям на Невгин (Динабург) не выступили, так как «дети боярские с ними по росписи не сошлися и затем поход у них не стался».

Действуя по собственному, четко продуманному плану, не заблуждаясь относительно военной слабости России, Баторий, задумал нанести серию решительных ударов по русской территории, стремясь отрезать от России занятые ее войсками территории в Прибалтике. Накануне похода король говорил папскому нунцию Викентию Лаурео о необходимости сражаться не в Ливонии, а добиваться завоевания Москвы, подчеркивая, что эта задача не так трудна, как кажется. Для разрешения ее следует лишь овладеть Полоцком и Смоленском. Польский сейм, собравшийся в Варшаве в марте 1578 г., принял решение о возобновлении войны с Московским государством.

Со своей стороны Иван IV, не желая уступать противнику Венден, начал упорную борьбу за этот замок. В 1578 г. русские войска дважды осаждали Венден (Кесь) и оба раза безрезультатно. Во время начатой в феврале первой осады крепость окружило войско боярина князя И. Ф. Мстиславского и боярина князя Василия Юрьевича Голицына. Воеводы простояли под Венденом 4 недели, «пролом пробили великой, а, Кеси не взяв, пошли от города». Более удачным был русский приступ к Полчеву (Верполю). Овладев крепостью, победители «немец живых взяли и прислали к государю двесте человек, а иных побили». Вскоре после полчевской победы в октябре 1578 г. началась вторая осада Кеси 18-тысячной московской ратью Ивана Юрьевича Булгакова Голицына. Впрочем он лишь номинально возглавлял войско, всеми действиями которого руководили присланные царем доверенные лица: думный дьяк Андрей Яковлевич Щелкалов и «дворянин из Слободы» Даниил Борисович Салтыков. Русские полки трижды штурмовали венденские укрепления, но до подхода неприятельских войск так и не смогли овладеть ими. Узнав о приближении к Вендену объединившейся польской и шведской армии гетмана Андрея Сапеги и генерала Йерана (Юргена) Нильссона Бойе, русские воеводы приняли решение не отступать, «так как не осмеливались покинуть артиллерии и орудий великого князя». Однако вскоре после начала боя, четверо военачальников: князь Иван Юрьевич Булгаков Голицын, Федор Васильевич Шереметев, князь Андрей Дмитриевич Палецкий и присланный царем надзирать за воеводами дьяк А. Я. Щелкалов («канцлер великого князя и его знатнейший советник», как его именует Б. Рюссов) покинули свои позиции и увели свои полки к Юрьеву Ливонскому (Дерпту). Под Венденом в укрепленном стане остались лишь отряды воевод боярина Василия Андреевича Сицкого, Петра Ивановича Татева, Петра Ивановича Хворостинина и Михаила Васильевича Тюфякина, решивших защищать доставленный сюда «большой наряд», которым после гибели окольничего Василия Федоровича Воронцова командовали князь Михаил Федорович Гвоздев-Ростовский и дьяк Андрей Клобуков.

21 октября 1578 г. под Венденом произошло сражение, закончившееся тяжелым поражением русской пехоты. Расстреляв по неприятельской коннице все заряды, московские пушкари, чтобы избежать плена, повесились на собственных орудиях. По другим сведениям, они бились до конца и были перебиты ворвавшимся в стан противником. По ливонским источникам, в бою под Венденом русская рать потеряла 6 тыс. человек, 14 орудий большого калибра («картаун» и «шланг»), 6 мортир, несколько полевых орудий» и обоз. По русским сведениям в Венденском сражении было потеряно 16 орудий: 3 большие пушки — «Волк», «Две девки», «Змей перновский», 3 верховые пушки (мортиры), 7 «полуторных» и 3 «скорострельные» пищали.

В бою погибли воеводы В. А. Сицкий и М. В. Тюфякин. П. И. Татев, кн. П. И. Хворостинин, М. Ф. Гвоздев-Ростовский и дьяк А. Клобуков попали в плен и были отправлены к королю Стефану Баторию, находившемуся в Гродно. Захваченные в сражении под Венденом русские орудия увезли в Польшу. Действия бежавших с поля боя военачальников получили суровую оценку в разрядных записях: «А иные воеводы тогды з дела побежали, а товарищов своих бояр и воевод выдали и наряд покинули. А побежали боярин князь Иван Голицын да окольничий Федор Шереметев, да князь Ондрей Палецкой, да дьяк Ондрей Щелкалов».

Воодушевленные победой шведы в сентябре 1578 г. поспешили начать осаду Нарвы, но из-за начавшихся перебоев в снабжении продовольствием и частых нападений татарских отрядов, вынуждены были отступить от города, потеряв не менее 1500 кнехтов. В Москве имелись сведения и о готовящемся нападении шведских войск на русское Поморье. Встревоженный Иван Грозный поспешил обезопасить северные рубежи. 2 августа 1578 г. он направил в Соловецкий монастырь большую партию оружия: «сто ручниц, да пять затинных пищалей, да с Вологды две пищали полуторные да две девятипядных, а зелья ко всему наряду и к пищалем и к ручницам сто пятнадцать пуд». Однако войска туда царь направить не смог — они необходимы были в Ливонии и на южной «украйне». На Соловки с головою Михаилом Озеровым было прислано всего 18 человек: 4 московских, 4 вологодских пушкарей и 10 стрельцов. Чтобы компенсировать малочисленность этого отряда, игумену Варламу с братией разрешили «прибрать девяносто человек в стрелцы да пять человек в затинщики». Упрочить присутствие России на Белом море должна была постройка нового острога вокруг неукрепленной до того Соловецкой обители. Ходом работ поручили руководить Михаилу Озерову. Все присланные с ним служилые люди и вновь набранные из монастырских крестьян стрельцы были взяты на содержание монастырем и поступили под начальство игумена Варлаама, с той поры и на долгие годы ставшего главным военным администратором в Поморье.