События утра 8 февраля показали, что Иван Грозный не ошибся в своих предположениях. Выехавший поутру из города Грибун заявил подъехавшему ему навстречу Ивану Черемисинову, что да, совет состоялся, но «многие люди шатаютца, а иные люди бьют челом, и иные не хотят». А потому пожаловал бы государь, дал бы сроку им до следующего понедельника, чтобы совсем уж договориться. Черемисинов с сожалением ответствовал Грибуну: как же так, обещали вчера «дело свершено учинить», а сегодня всё переменили и слово своё назад взяли. На что посланец Довойны заявил: а какие, мол, ко мне претензии — с чем меня послали, с тем я и приехал. При этом со стен посада в Ивана несколько раз выстрелили из пищалей, показав тем самым, что продолжения переговоров не будет — город станет сопротивляться и дальше.
Черемисинов с плохой вестью поскакал в царскую ставу. Иван Грозный, узнав о том, что все эти дни полочане пытались водить его за нос, приказал возобновить обстрел Великого посада из наряда. Канонаду открыли пушки из-за Двины: с этой стороны посад не имел стены, и русские ядра свободно залетали в город, разбивая и поджигая дома. Пока же наряд обрабатывал посад, Иван начал совещаться со своими воеводами и «розмыслами» — инженерами, «как бы над острогом промыслити». Было решено (и за ночь сделано) придвинуть туры к самому посаду и ограждавшему его острогу с северной стороны, оборудовать там артиллерийские позиции и «поиззакопаться» там стрельцам.
Очевидно, что 9 февраля Иван и его воеводы планировали подвергнуть Великий посад мощному артиллерийскому обстрелу, после чего, возможно, бросить в бой штурмовые колонны. Однако до этого дело не дошло. Поутру по приказу Довойны солдаты гарнизона «болшой острог и ворота острожные и в остроге церкви и гостины дворы и лавки в торгех и все острожные дворы зажгли во многих местех, а посадских людей из острогу стали забивать в город». Это решение полоцкого воеводы белорусский историк А. Янушкевич вслед за польским хронистом М. Стрыйковским считает фатальной ошибкой, решившей исход осады.
На наш взгляд, это не так. От М. Стрыйковского и не стоило ожидать иного объяснения причин падения Полоцка. На самом же деле город был обречён с того самого момента, когда провалилась мобилизация литовского войска. Довойна и его ротмистры ничего не могли поделать в этой ситуации. Полоцк с его устаревшей средневековой фортификацией (справедливости ради отметим, что традиционная русская деревоземляная фортификация была всё же устойчивее к огню артиллерии, чем, к примеру, каменные замки Ливонии), слабой артиллерией и малочисленным гарнизоном (даже если исходить из приведённой неким итальянцем цифры в 6 тысяч бойцов) не мог долго сопротивляться армии Ивана Грозного и его «болшому» наряду. Вопрос стоял только один: когда именно город падёт и как это произойдёт. Капитулирует ли он, не выдержав огня русской артиллерии, или же потребуется кровопролитный штурм, как в октябре 1552 года? Главные виновники полоцкой трагедии — Сигизмунд II и паны-рада, которые не сумели предотвратить эскалацию конфликта и мобилизовать силы и ресурсы Великого княжества Литовского для отпора Ивану Грозному. А эти силы, как показали события 1567 года, имелись.
Но вернёмся обратно к осаде Полоцка. Дым и всполохи пламени, шум и крик, доносившиеся со стороны посада, вызвали нешуточное возбуждение на передовых русских позициях. Стрельцы и казаки, дети боярские и их послужильцы поняли, что добыча, столь желанная и ради которой они претерпевали все сложности осады, вот-вот ускользнёт из их рук. В едином порыве они бросились на штурм и, воспользовавшись суматохой и неразберихой в посаде, сумели взобраться на ограждавшие посад городни, «в острог вошли и палися на полотцских животах и с ляхи учали битися». По приказу Ивана из государева полка князья Дмитрий Овчинин Оболенский и Дмирий Хворостинин со своими конными сотнями ворвались в пылающий посад, потоптали замешкавшихся солдат полоцкого гарнизона и прекратили учинённые ратниками бесчинства, «государьских людей отвели здорово» из посаду.