В Пскове в это время продолжались оборонительные работы. Как всегда перед приходом неприятеля псковичи сожгли посад. Население посада и окрестных деревень укрылись за крепостными стенами Пскова.

Воины городского гарнизона и ополчения заняли оборону на различных участках городских стен. Главное руководство обороной взял на себя воевода Шуйский, он находился на самом опасном и важном участке – у Покровской башни. 7 сентября в результате артиллерийского обстрела были наполовину разрушены Покровская и не далеко от нее стоявшая Свинузская башня, крепостная стена была проломлена во многих местах. 8 сентября к пролому у разбитой Синузской башни устремились штурмовые отряды Батория. За развалинами каменной крепостной стены они наткнулись на возведенную деревянную преграду. В узком промежутке между стенами, среди груды камней и щебня, закипел тяжелый бой. Новые и ноые толпы штурмовавших вливались в пролом, польским гайдукам и венгерским волонтерам удалось захватить полуразрушенные башни, но проникнуть дальше в город осаждавшие не могли. Псковичи начали звонить в осадный колокол, который висел у церкви Василия на Горке, подавая весть всему псковскому народу о вражеском наступлении на город. На помощь сбежались все жители, они сбрасывали камни на головы врагов, лили горячую смолу, расстреливали наступавших из ружей. На какое-то время над захваченными башнями были подняты знамена польского короля, однако из огромной пищали “Барс” ударили по Свинузской башне, и не промахнулись, и множество воинов литовских в башне побили. А под Покровскую башню было заложено много пороха и она была взорвана вместе с оставшимися в ней врагами. Враги вынуждены были отступить и укрыться в своем стане, а псковичи выскочили из города и гнались за ними. К вечеру штурм был отбит. Всю ночь и в последующие дни в городе шла работа, заделывали бреши в каменной стене, а так же делали вылазки и брали пленных. За время этой осады псковичи отбили 31 приступ и совершили 46 вылазок в стан врага. Войско Батори пыталось взять город то открытым штурмом, то минными подкопами, но тщетно. Тогда была сделана попытка взять город лестью и уговорами. На стреле в Псков была послана грамота, в которой Баторий обещал псковичам свободу, если они сдадут город, а военачальникам – щедрое вознаграждение. Но псковичи прочитав ее, города не сдали, а дали ответ также отосланный на стреле: “Какая нам польза полюбить тьму больше света, бесчестье больше чести, плен больше свободы. Все мы готовы умереть за свою веру, за своего государя и не предадам государства и города Пскова. Будь готов на битву с нами, гордый Стефан”. И замыслили тогда польские ханы прибегнуть к гнусному способу – убить Ивана Петровича Шуйского, обезглавив тем самым город. 9 января 1582 года в Псков из неприятельского лагеря пришел русский пленный, принес с собой ларец и грамоту. В грамоте, написанной от лица некоего королевского дворянина, было сказано: “Первому государеву боярину и воеводе, князю Ивану Петровичу Шуйскому, Гансумеллер челом бъет. Бывал я у вашего государя с немцем Юрием Фрянбреником, и ныне вспомнил государя вашего хлеб-соль, и не хочу против него стоять, а хочу выехать на его государево имя. А вперед себя послал с вашим пленным свою казну в том ларце, который он к тебе принесет. И ты бы, князь Иван Петрович, тот мой ларец у пленного взял и казну мою в том ларце один осмотрел, а иным не давал бы смотреть. А я буду в Пскове в скором времени. Князь Шуйский сразу заподозрил неладное и посоветовавшись, велел найти в Пскове мастеров, которые могли бы вскрыть ларец не через замок, а иными путями. Такой мастер был найден. Ларец на всякий случай отнесли подальше от воеводской избы. Когда мастер вскрыл ларец, то увидел, что он доверху наполнен порохом, а на все 4 стороны смотрели 24 заряженных самопала. Взведенные замки самопалов соединялись ремнем с запором ларца, и стоило неосторожно приоткрыть крышку, как курки спускались, высекали огонь и поджигали порох. В таком случае стоящего рядом с ларцем человека просто-напросто разорвало бы на куски.

4 февраля 1582 года жалкие остатки сильнейшей армии Европы убрались во свояси. России пришлось уступить Ливонию Швеции, Дании и Речи Посполитой, но Псков лишил сил польско-литовских интервентов, что позволило России выйти из войны, сохранив целостность.

Выдающийся писатель и историк Н. М. Карамзин в своём произведении “История государства Российского” высоко оценил деятельность Пскова в Левонскую войну: “ То истина, что Псков или Шуйский спас Россию от величайшей опасности, и память сей важной заслуги не изгладится в нашей Истории, доколе мы не утратим любви к Отечеству и своего имени”.