15 августа 1604 года с территории Польши в пределы России вторглось войско Лжедмитрия I. Лжедмитрий выдавал себя за московского царевича, а значительную часть его войска составляли казаки. Лишь польские магнаты Мнишеки с территории современной Западной Украины поддержали самозванца. Успехам Лжедмитрий был обязан не регулярному польскому войску, а непопулярности русского царя Бориса Годунова. В мае, после смерти Бориса Годунова, Дмитрию присягнуло войско, стоявшее под Кромами. Он отправил его на Москву во главе с князем Василием Голициным, а сам поехал в Тулу. Убедившись в поддержке дворян и народа — двинулся в столицу. 1 июня 1605 года в результате переворота был свергнут Фёдор Борисович Годунов. 10 июня он был убит, а спустя 10 дней Дмитрий торжественно въехал в Кремль. 18 июля Лжедмитрия признала царица Мария — жена Ивана Грозного и мать царевича Дмитрия. 30 июля состоялось венчание на царство. Менее чем через год, 17 мая 1606 года Лжедмитрий был убит в результате переворота, а находившиеся с ним в Москве поляки частью перебиты, частью взяты под стражу и разосланы по городам. Царём стал Василий Шуйский, легитимность которого, однако, не признавало значительное число населения, ожидавшего нового пришествия «истинного царя».
В 1607 году в Стародубе явился новый самозванец — Лжедмитрий II, выдававший себя за чудом спасшегося во второй раз царя Дмитрия. К нему немедленно пристало значительное количество польских «рокошан» — повстанцев-конфедератов, проигравших затеянное ими восстание против Сигизмунда III («Рокош Зебжидовского»). Самыми выдающимися из них были князь Роман Рожинский, ставший фактически командующим войска самозванца, Александр Лисовский, Адам Вишневецкий; затем к ним присоединился и усвятский староста Ян Пётр Сапега, во время Рокоша сражавшийся на стороне короля. Донских казаков возглавлял галичанин Иван Заруцкий. Самозванец двинулся на север, 30 апреля — 1 мая 1608 года разбил под Болховом войска Шуйского и осадил Москву, устроив под Тушиным свой лагерь (см. Тушинский лагерь), от которого получил прозвище Тушинского вора.
Шуйский попытался урегулировать ситуацию, заключив мирный договор с Сигизмундом (26 июля), по которому отпускал всех поляков, взятых в плен после майских событий; Сигизмунд, в свою очередь, обязался отозвать из-под Тушина своих подданных (чего он выполнить и не мог). Поляки были отпущены, и среди них Марина Мнишек, которая была доставлена в Тушинский лагерь и немедленно «признала» в самозванце своего мужа. Значительная часть России оказалась под властью тушинцев, в осаждённой Москве начался голод. В такой ситуации Шуйский призвал на помощь против поляков шведов — 28 февраля 1609 года его племянник Михаил Васильевич Скопин-Шуйский заключил договор в Выборге, по которому шведы обязались поставить войско против Самозванца, а Шуйский — отдать шведам Корельский уезд, заключить с ними союз против Польши и помочь шведам в отвоевании у поляков Ливонии. Русско-шведское войско Скопина-Шуйского нанесло ряд поражений тушинцам, освободив от них северо-запад и север России.
Со своей стороны Сигизмунд III выдвинул направленный против него русско-шведский союз в качестве casus belli и в сентябре 1609 г., надеясь без особого труда овладеть погрязшей в смуте Россией, и осадил Смоленск, в котором защищался воевода Шеин с 4-тысячным гарнизоном. Вторжение Сигизмунда и его требование к тушинским полякам оставить самозванца и идти на помощь королю вызвало кризис в тушинском лагере. Тушинские поляки, сначала воспринявшие требование Сигизмунда крайне враждебно и даже требовавшие у короля покинуть Россию, которую они уже считали своей, в конце концов в большинстве своем решили соединиться с королём. Самозванец бежал в Калугу, где к нему присоединились казаки, татары и даже часть поляков. Остальные во главе с Рожинским ушли в Волоколамск, сжегши Тушино. Тушинские русские во главе с Михаилом Салтыковым, оказавшись в безвыходном положении, в свою очередь выдвинули идею призвания на царство сына Сигизмунда, польского королевича Владислава Жигимонтовича, которому было в то время 15 лет, при условии его крещения в православную веру — о чём и было достигнуто соглашение с Сигизмундом под Смоленском.
После этого Станислав Жолкевский двинулся к Москве, где возмущенный народ во главе с Захарием Ляпуновым сверг и заточил в монастырь Шуйского, после чего городом стала править так называемая Семибоярщина. Фактически его власть не распространялась за пределы Москвы: на западе от Москвы, в Хорошёве, встали поляки во главе с Жолкевским, а на юго-востоке, в Коломенском — вернувшийся из-под Калуги Лжедмитрий II, с которым был и польский отряд Сапеги. Лжедмитрия бояре особенно боялись, потому что он имел в Москве множество сторонников и был по крайней мере популярнее, чем они.
В результате было решено договориться с поляками и пригласить на престол польского королевича Владислава на условиях его перехода в православие, как о том уже было договорено между Сигизмундом и тушинской делегацией. 17 (27) августа 1610 г. был подписан соответствующий договор между боярами и гетманом Жолкевским, и Москва целовала крест Владиславу, а к королю под Смоленск было направлено посольство во главе с князем Василием Голицыным для выработки условий воцарения Владислава и мирного договора с Польшей. Однако, опасаясь Самозванца, бояре пошли далее и в ночь на 21 сентября впустили поляков в Кремль.
Однако ж все почти города, как только услышали, что в Москве присягали Королевичу, с рвением присягали таким же образом, как и в столице, именно: Новгород Великий, Чаранда, Устюг, Переяславль Рязанский, Ярославль, Вологда, Бело-озеро (Белозерск), Силийские города (замки), и весь тот тракт к Архангельскому порту и к Ледовитому морю, также вся Рязанская земля до Нижнего Новгорода, находящегося при соединении рек Волги и Оки, также города, державшие сторону обманщика, Коломна, Тула, Серпухов и все прочие, кроме Пскова, который колебался, и некоторых Северских городов, которые ещё признавали обманщика за Царя, и за то были весьма тревожены Запорожскими казаками. Из Казани и Астрахани, по причине отдалённости, ещё не было вестей о том, довольны ли они сим поступком. Но во всех прочих близких областях, как выше было упомянуто, от Великих Лук, от Торопца и других городов весьма были довольны, что им, как они говорили, Господь Бог дал Государем Королевича Владислава.
— Рукопись Жолкевского
Смоленск также был взят, после 1,5-годичной осады, вследствие измены перебежчика, указавшего врагу слабое место в стене. Посольство, не сумевшее ни о чём договориться (так как Сигизмунд не желал ни отпускать сына в Москву, ни отказываться от Смоленска), в конце концов было арестовано королём. Фактически поляки стали править Россией по праву завоевателей, и Сигизмунд посылал отряды для занятия городов. В такой ситуации началось движение за изгнание поляков, объединившее как бывших «тушинцев», так и бывших сторонников Шуйского.
В начале августа Жолкевский встал лагерем с запада от Москвы. По требованию короля для поддержания порядка в столице до прибытия в Москву королевича Владислава он в октябре-ноябре 1610 года без боя ввёл свои войска в Москву. Через несколько месяцев Жолкевский отбыл в Смоленск. Во главе московского гарнизона был оставлен Александр Гонсевский.
В 1611 г. было сформировано Первое ополчение, с ядром из тушинских казаков и рязанских дворян, под предводительством Дмитрия Трубецкого, Ивана Заруцкого и Прокопия Ляпунова. Оно двинулось к Москве, где в свою очередь вспыхнуло восстание, важную роль в котором играл князь Дмитрий Пожарский. Восстание было подавлено; вскоре после этого ополченцы взяли Китай-город, но внутренняя рознь между казаками и дворянами, завершившаяся убийством Ляпунова, привела к бегству дворян и фактическому распаду ополчения.
В этой ситуации в Нижнем Новгороде формируется Второе ополчение во главе с Пожарским. В августе оно появилось у стен Москвы, где по-прежнему стояли казаки Трубецкого и Заруцкого. 22 и 24 августа были разбиты польские подкрепления, шедшие к Москве под начальством великого гетмана литовского Ходкевича, который вынужден был отступить по смоленской дороге. Последствием победы Пожарского была сдача в плен поляков, находившихся в Кремле.
В конце 1616 года король Сигизмунд III принял решение ещё раз попытаться захватить Москву. Поход был представлен как выступление законного царя Владислава Вазы против «узурпатора» Романова. В походе должны были принять участие коронные войска во главе с Владиславом (6000 чел.) и литовские под командованием великого гетмана Яна Кароля Ходкевича (6 500 чел). Первыми выступили литовские войска, и уже в мае 1617 года русское осадное войско было вынуждено покинуть острожки под Смоленском и отойти по направлению к Белой. Владислав выступил из Варшавы 5 апреля 1617 года, но только в сентябре 1617 года прибыл в Смоленск. 1 (11) октября воевода Дорогобужа Иванис Ададуров перешёл на сторону Владислава. Весть о сдаче города привела к настоящей панике в русском войске под Вязьмой, и 8 (18) октября крепость была без боя занята интервентами.
Однако на этом быстрые успехи завершились. Зимой 1617—1618 гг. русское правительство стянуло на западное направление почти все наличные силы под командованием воевод Бориса Лыкова, Дмитрия Черкасского и Дмитрия Пожарского (16 500 чел.). Несмотря на то, что благодаря подкреплениям войско Владислава и Ходкевича выросло до 18 000 чел., в районе Можайска ему было оказано серьёзное сопротивление. Можайское сражение продолжалось всё лето 1618 года. Несмотря на то, что русским войскам в итоге пришлось отступить, польско-литовское войско потеряло время и было сильно ослаблено из-за того, что шляхта массово покидала лагерь по причине неуплаты жалованья. В итоге к Москве подошло лишь около 8 000 чел.
Одной из причин отступления русских войск стало вторжение запорожских казаков во главе с гетманом Петром Сагайдачным. Казаки, воспользовавшись отсутствием крупных правительственных сил, легко продвинулись с юго-запада к Москве, по пути захватив Ливны, Елец и ряд небольших крепостей. В конце сентября польско-литовское и запорожское войско встретились у стен Москвы. Не имея времени на длительную осаду, Ходкевич 1 октября 1618 года предпринял штурм Москвы, который был отбит. После неудачи поляки и литовцы разместились в районе Троице-Сергиевой лавры, а казаки в районе Калуги. Не имея возможности изгнать врагов со своей территории, русское правительство пошло на заключение невыгодного Деулинского перемирия на 14,5 лет, по которому Речи Посполитой были уступлены Смоленская, Черниговская и Северская области.
