В 1572 г. умер Сигизмунд II, и в Речи Посполитой начался период «бескоролевья», закончившийся через четыре года. Часть шляхты даже выдвинула кандидатуру Ивана IV. Сам Иван поддержал Максимилиана Габсбурга из Австрии. Он хотел заключить с Австрией договор о разделе Речи Посполитой: Москва получала Литву, а Австрия – Польшу. Однако королём стал трансильванский князь Стефан Баторий.
В 1575 – 1576 гг. русские захватили Пернов и Гапсаль, но осада Ревеля кончилась неудачей. Иван предложил германскому императору Рудольфу II Габсбургу подписать договор против Речи Посполитой, но тот не согласился. Переговоры с английской королевой Елизаветой I тоже ни к чему не привели.
Многие военачальники (Александр Горбатый, Михаил Воротынский, Алексей Басманов и др.) были уничтожены, поэтому поход 1577 г. возглавил сам царь. К осени русские войска заняли почти всю Ливонию, кроме Ревеля и Риги. Но в следующем году польско-литовские войска отбили несколько городов, а русские были разгромлены силами Стефана Батория и шведов. Стефан Баторий сыграет важнейшую роль на заключительном этапе войны.
С. М. Соловьёв считал, что своими успехами Стефан Баторий обязан тем, что «произвёл тот переворот в способе ведения войны, какой уже давно произведён был на Западе». Он пишет: «войско в Восточной Европе сохраняло ещё прежний, средневековый, или, лучше сказать, азиатский, характер: в нём преобладала конница, тогда как на Западе этот характер уже изменился: здесь конница, видимо, уступала первое место пехоте, здесь государи давно уже убедились в необходимости иметь под руками постоянное войско, состоявшее первоначально из наёмных ратников». Стефан Баторий, помимо поляков, литовцев, русских, набрал в своё войско немецких и венгерских наёмников. Всего у него было около 40 тысяч солдат. Перед началом боевых действий он заручился поддержкой Крыма, Османской империи, а также Саксонии и Бранденбурга.
В августе 1579 г. Стефан Баторий осадил Полоцк. Осада длилась четыре недели, венгерская пехота устроила пожар, и город был взят. Летом 1580 г. он взял Великие Луки, Велиж, Усвят, разбил русских у Торопца, но Смоленск взять не удалось. Осенью шведы вошли в Карелию, захватили крепость Корела. На сейме, собранном в феврале 1581 г. Стефан и его ближайший сподвижник гетман Ян Замойский убеждали, что нужно захватить всю Ливонию. Иван обратился к Стефану с просьбой о перемирии, обещал отдать Ливонию, кроме Нарвы. Но Стефан Баторий требовал отдать Нарву, а также выплатить огромную контрибуцию: 400 тысяч венгерских золотых. На это Иван пойти не смог, он написал польскому королю послание, в котором обвинял его в недостойном для христианина поведении. В ответном послании, которое от имени Стефана Батория написал Замойский, царь был обвинён в трусости.
Летом 1581 г. Стефан взял Опочку, Остров и осадил Псков. Осада была тяжёлой, она продолжалась около полугода. Псков был хорошо укреплён: окружён тремя каменными поясами, общая длина стен составляла девять километров, высота – восемь-девять метров, толщина – около пяти. Обороной руководил князь Иван Петрович Шуйский. Во время первого штурма войска Батория захватили две башни, но были отбиты. Осаждённые не выжидали пассивно: они делали постоянные вылазки, подкопы. Польская армия была истощена, начались волнения, никто не хотел вести осаду зимой. Иван посылал отряды на помощь Пскову. Войско Дмитрия Хворостинина опустошило окрестности Могилёва, Шклова, Орши. Кстати, под началом Хворостинина служил в это время казацкий атаман Ермак Тимофеевич.
В сентябре шведский главнокомандующий Понтус Делагарди взял Нарву, Ивангород, Копорье, Ям. Иван IV решил заключить с поляками перемирие, чтобы отбить у шведов Нарву. Стефан Баторий, войско которого было измотано осадой Пскова, согласился.
3. Окончание и результаты войны
В январе 1582 г. в деревне Киверова Гора, возле Яма Запольского, при посредничестве легата (папского посланника) Антонио Поссевино начались переговоры, которые длились больше месяца. Послы долго спорили о титулах: русские настаивали на том, чтобы именовать Ивана царём, а Поссевино говорил, что без разрешения папы такой титул употреблять нельзя и т. д. В итоге был подписан Ям-Запольский договор о десятилетнем перемирии. Речь Посполитая получала всю Ливонию, вернула России Великие Луки и несколько других городов, но оставила себе Велиж и Полоцк.