Штурм начался на рассвете 19 февраля и продолжался несколько часов. В различных местах русским ратникам удалось ворваться в проломы, забраться по лестницам на стены, но удержаться там они не смогли. Однако с вечера началась подготовка к новому штурму.
Видимо, стали проявлять активность шведские войска, отступившие ранее к Раковору, и тогда же было велено послать подкрепление заслону, прикрывавшему русское войско с этой стороны. В передовом полку «в посылку к Раковору» был первым воеводой князь Дмитрий Хворостинин. Помощи извне защитники Нарвы не получили, и это решило судьбу войны. Шведский гарнизон понес во время штурма большие потери, восполнить которые возможности не было. Шведский главнокомандующий Горн обратился с просьбой о перемирии.
Согласие на переговоры было дано, пушечная канонада прекратилась. Русские представители потребовали, чтобы шведы «отдали государевы городы Ругодив, Ивангород, Копорью, Корелу». Шведы же просили прекратить военные действия, пока они не «сошлются» с королем, который будто бы «учнет миритися». Эта наивная хитрость никого не ввела в заблуждение, шведских парламентеров отправили с берега реки Наровы обратно в город, и «по городу из наряду бити стали».
Огонь русских пушек был сокрушительным, и шведы вновь «говорили з града, чтоб часов пять-шесть по городу из наряду бити не велел», чтобы они могли посоветоваться о сдаче. «И Борис Федорович часы три и четыре из наряду по городу стреляти не велел, а велел над немцы смотрити и тово, чтоб они проломных мест не заделывали, а учнут заделовать проломные места, по городу из наряду попрежденму бити велел».
Переговоры возобновились. Шведы, уже не ссылаясь на необходимость получить согласие своего короля, предложили отдать «государеву вотчину Ивангород». Русские представители повторили свои прежние требования. «И били из наряду по городом тот день и ночь всю безпрестанно», – отмечает разрядная книга.
И снова шведы выдержали только до середины дня 21 февраля: «Немцы кликали з города воеводам, чтоб Борис Федорович выслал к ним ещо поговорить». Снова «съезжалися на реке Нарове», и снова не достигли согласия, отложив дальнейшие переговоры на 22 февраля.
«И по городом воеводы из наряду учали бити», – снова сообщает разрядная книга. «И немцы приказали з города, чтоб из наряду не били, а они ещо съедутся». Шведские представители пошли на дальнейшие уступки – настолько впечатляющим было «слово» русской артиллерии. На этот раз они заявили, что согласны отдать «Ивангород да Копорью, а Ругодива им и Корелы никако не отдавывать, в том волен бог да государь, а им болши тово говорити нечево и помереть они готовы».
Шли дни, обстрелы города перемежались переговорами, шведы стояли на своем. Обстановка начала меняться не в пользу русского войска. Как говорили воеводы на военном совете, войско «под Ругодивом и под Иванемгородом поизстоялося. А путь зимний приходит последней, река Нарова портитца, сверх леду появилася вода великая. А в загонех кормов конских уже не добывают и людем и лошадем в кормех нужа ставитца великая». Необходимо было на что-то решаться, тем более что «немцы в городе сидели жестоко и проломные места учали задеваловати и кликали з города воеводам, что они, взяв на свои головы, отдают государю два города, Ивангород да Копорью», а об остальных городах следует говорить с королем…
Наконец перемирие сроком на 1 год было заключено. 25 февраля «ругодивский воевода Карл Индриков с товарищи приезжали в государеву в суконную избу, а поставлена была государева суконная изба на иванегородцкой стороне у пристани, и записи договорные, что учинити перемирье на год, подписали», отдав в знак сдачи Ивангорода «иваногородцкие ключи», и «государевы люди» беспрепятственно въехали в Ивангород. Передано было русским воеводам и Копорье (крепость Ям была взята русскими полками еще в начале похода). Везде встали русские гарнизоны. Поход закончился.
Успех зимней кампании 1590 г. определили несколько факторов. Во-первых, быстрые удары ликвидировали или блокировали шведские опорные пункты, из которых могли быть нанесены тыловые удары русскому осадному войску (Ям, Копорье). Во-вторых, воевода Дмитрий Хворостинин в полевом сражении разбил шведское войско, прикрывавшее Ивангород и Нарву, что позволило главным силам русских беспрепятственно подойти к этим крепостям и сразу начать осадные работы. В-третьих, были надежно закрыты «колыванская» и «раковорская» дороги (что сделал опять-таки Дмитрий Хворостинин), шведский гарнизон в Нарве оказался в изоляции, помощи он не получил. И в-четвертых, решающим при осаде Нарвы было явное превосходство русской артиллерии, именно стрельба из «наряда» сокрушила оборону и заставила шведов начать переговоры. Шведы пошли на серьезные уступки. Россия вернула себе морское побережье между Наровой и Невой, города Ивангород, Копорье, Ям вновь вошли в состав Российского государства.