Присяга Лжедмитрия I польскому королю Сигизмунду III на введение католицизма в России. Художник Н. В. Неврев
Вернувшись в Самбор, Лжедмитрий предложил руку Марине Мнишек; предложение было принято, и он выдал невесте запись, по которой обязался не стеснять ее в делах веры и уступить ей в полное владение Великий Новгород и Псков, причем эти города должны были остаться за Мариной даже в случае ее неплодия. Мнишек набрал для будущего зятя небольшое войско из польских авантюристов, к которым присоединились 2000 малороссийских казаков и небольшой отряд донцов. С этими силами Лжедмитрий 15 августа 1604 года открыл поход, а в октябре перешел московскую границу.
Обаяние имени царевича Дмитрия и недовольство Годуновым сразу дали себя знать. Моравск, Чернигов, Путивль и другие города без боя сдались Лжедмитрию; держался только Новгород-Северский, где воеводой был Басманов. Пятидесятитысячное московское войско, под начальством Мстиславского явившееся на выручку этого города, было наголову разбито Лжедмитрием с его пятнадцатитысячной армией.
Русские люди неохотно сражались против человека, которого многие из них в душе считали истинным царевичем; поведение боярства, которое Борис при первых вестях о Лжедмитрии обвинил в постановке Самозванца, усиливало начинавшуюся смуту: некоторые воеводы, выступая из Москвы, прямо говорили, что трудно бороться против прирожденного государя. Большинство поляков, недовольных задержкой платы, оставило в это время Лжедмитрия, но зато к нему явилось 12 000 казаков.
Шуйский 21 января 1605 года разбил Лжедмитрия при Добрыничах, но затем московское войско занялось бесполезной осадой Рыльска и Кром, а тем временем Лжедмитрий, засевший в Путивле, получил новые подкрепления. Недовольный действиями своих воевод, царь Борис послал к войску Басманова, перед тем вызванного в Москву и щедро награжденного, но и Басманов не мог уже остановить разыгравшейся смуты. 13 апреля умер внезапно царь Борис, а 7 мая все войско, с Басмановым во главе, перешло на сторону Лжедмитрия.
20 июня Лжедмитрий торжественно въехал в Москву; провозглашенный перед тем царем, Федор Борисович Годунов был убит раньше вместе со своей матерью посланцами Лжедмитрия, а уцелевшую сестру его Ксению Лжедмитрий сделал своей любовницей; позднее она была пострижена. Через несколько дней после въезда Лжедмитрия в Москву обнаружились уже замыслы бояр против него.
Шуйский был уличен в распускании слухов о самозванстве нового царя и, отданный Лжедмитрием на суд собора, состоявшего из духовенства, бояр и простых людей, приговорен к смертной казни. Лжедмитрий заменил ее ссылкой Шуйского, с двумя братьями, в галицкие пригороды, а затем, вернув их с дороги, простил совершенно, возвратив им имения и боярство. Патриарх Иов был низложен, и на место его возведен архиепископ Рязанский, грек Игнатий, который 21 июля и венчал Лжедмитрия на царство.