В русской армии создается новый род войск - "полки иноземного строя". Это было постоянное регулярное войско, сформированное по образцу западноевропейских армий. Полки имели отличное, закупленное за границей снаряжение и вооружение. Старший командный состав, а также отдельные соединения в данных войсках вначале состояли из иностранцев, принятых на царскую службу и получавших постоянное жалование. Русский рядовой состав в полки иноземного (нового) строя вначале набирался из всяких вольных "охочих" людей. В дальнейшем постепенно стал преобладать принудительный набор в пехотные полки даточных людей (тяглые люди, отданные на пожизненную службу в армии), а в кавалерию - мелкопоместных и беспоместных дворян. Полки иноземного строя стали основой российского регулярного войска.
Проведена была и серьезная дипломатическая подготовка. Так, России удалось привлечь к союзу против Польши Швецию. Начало военных действий ускорила смерть польского короля Сигизмунда III (1632). Воспользовавшись наступившим в Варшаве безвластием, царь Михаил осенью 1632 г. начал войну против Польши.
Вначале военные действия шли очень успешно для русских, напоминая первые кампании Ивана III. Уже к концу года российские войска без особого труда отвоевали большую часть потерянных земель - взяли Серпейск, Дорогобуж, Белую, Рославль, Себеж, Стародуб, Новгород-Северский и ряд других городов.
Но Смоленск, бывший основной целью похода, оставался у поляков. Взять его с ходу не удалось. Не оправдались и надежды на Швецию. После гибели короля Густава-Адольфа (1632) она отказалась от военного сотрудничества. Стоит отметить, что численность российских вооруженных сил после Ливонской войны и Смутного времени значительно сократилась. Если Иван Грозный водил в походы 150-тысячные рати, то Михаил Федорович имел всего около 70 тысяч воинов.
Смоленская операция (1632-1634). Центральные события этой войны развернулись в районе Смоленска, отчего сама война получила и второе название - Смоленская. 5 декабря 1632 г. главные силы русской армии численностью 32 тыс. чел. под командованием воевод Михаила Шеина (героя прошлой Смоленской обороны) и Артемия Измайлова подошли к стенам Смоленска. Разгромив стоявший рядом 8-тысячный польский отряд Гонсевского, Шеин начал зимнюю осаду города, который защищал польский гарнизон во главе с губернатором Воеводским (примерно 3 тыс. чел.). Принудить Смоленск к сдаче в течение зимней осады не удалось. Неудачей завершились и штурмы в мае и июне 1633 г. В это время русское войско под Смоленском значительно сократилось из-за ухода части служилых людей в южные районы на защиту своих поместий, которые подверглись нападениям отрядов Крымского ханства и украинских казаков - подданных Польши.
Тем не менее положение польского гарнизона стало критическим. Но внезапно все переменилось. К тому времени польским королем уже был выбран сын Сигизмунда - Владислав, который в августе 1633 г. пришел на выручку смоленскому гарнизону с 23-тысячной армией (по другим данным, 40 тыс. чел.). 28 августа поляки атаковали ключевую позицию осаждавших на Покровской горе. Там располагался полк иноземного строя под командованием полковника Маттейсона, который с помощью присланных подкреплений (отряды Прозоровского и Белосельского) отбил натиск. Но в упорном двухдневном сражении 11-12 сентября полякам удалось вытеснить русских с Покровской горы. В этом бою немало иностранных наемников из русского войска перешло на польскую сторону. После этого Шеин перешел к обороне и отдал инициативу Владиславу, который не преминул воспользоваться пассивностью российского командования.
В октябре 1633 г. войско Владислава взяло Дорогобуж, где находились крупные запасы провианта. Затем польская конница обошла русский лагерь и заняла дорогу, которая связывала Шеина с Москвой. В результате осаждавшие превратились в осажденных. Попытка в декабре прорвать кольцо окружения окончилась безрезультатно. Отрезанная от баз снабжения русская армия под Смоленском стала страдать от холода и недостатка съестных припасов.
Здесь сказались недостатки наемного войска, которое не привыкло терпеть лишения, наравне с русскими. В наемных частях упала дисциплина. Участились контакты наемников с поляками и случаи их перехода на сторону Владислава.
Самое печальное, что этим грешили и русские, прежде всего командный состав. Наиболее характерен пример поведения сына воеводы Измайлова - Василия. При разбирательстве "смоленского дела" он был обвинен в тесных контактах с поляками, с которыми неоднократно встречался, организовывал совместные пирушки, обменивался подарками, вел пространные беседы. Этим отличался и его брат Семен, а также ряд других русских командиров. Более того, Василий восхвалял перед своими соотечественниками польского короля, унижая при этом достоинство собственной армии. "Как противу такого великого государя монарха нашему московскому плюгавству биться?" - подобные высказывания боярского сына фигурируют в деле. С такой неустойчивой моралью части командного состава, русская армия под Смоленском не представляла для поляков серьезной опасности.
В конце концов эпидемии и голод вынудили Шеина вступить в переговоры. 15 февраля 1634 г., так и не дождавшись подкреплений из Москвы, он подписал почетную капитуляцию. По ее условиям русское войско беспрепятственно отпускалось домой со знаменами и личным оружием (без артиллерии) с обязательством четыре месяца не воевать против Польши. В обратный путь отправилось лишь 8 тыс. человек. Еще 2 тыс. больных осталось под Смоленском на милость победителей.
Войско выступило в обратный путь в полной тишине, со свернутыми знаменами. Поравнявшись с королем и его свитой, Шеин и другие воеводы сошли с коней, знаменосцы положили знамена на землю и отступили назад. Затем по знаку, поданному поляками, русские развернули знамена и ударили в барабаны. Это была одна из самых крупных неудач русской армии в XVII столетии. В Москве командующие армией - Шеин с Измайловым - были признаны виновными в поражении и казнены.
Оборона Белой (1634). Ликвидировав основные русские силы под Смоленском, Владислав двинулся в поход на Москву. Но на пути польского войска непреодолимой преградой встала небольшая крепость Белая, упорная оборона которой в феврале - марте 1634 г. остановила наступательный порыв Владислава. Поляки надеялись легко взять ее, но вышло иначе. На требования короля сдаться комендант Белой ответил, что пример капитуляции Шеина внушает ему не боязнь, а отвагу. Попытки польских подрывников подвести мины под крепость окончились неудачей. От взрывов погибли лишь минеры. Стрельба также не причинила осажденным большого урона.
Защитники Белой доблестно отбили все приступы и даже сделали дерзкую вылазку, во время которой захватили 8 польских знамен. Находясь под стенами крепости, поляки терпели немалую нужду от голода и холода. По свидетельству источников, для многих из них и кусок хлеба с водою был лакомством. Сам король был вынужден ограничить свой обеденный рацион лишь половиной курицы, а другую откладывал до следующего раза.
Тем временем для прикрытия московского направления близ Можайска была сформирована новая русская армия (10 тыс. чел.) под командованием воевод Дмитрия Пожарского и Дмитрия Черкасского. Владислав не располагал достаточными силами для затяжной войны. В его частях началось дезертирство. По этим причинам, а также из-за больших потерь под Белой (по причине большого кровопролития поляки прозвали ее "Красной") и опасности нападения на Польшу Турции, Владислав отказался от похода на Москву.
Поляновский мир (1634). Король предложил начать переговоры о мире. Они состоялись близ реки Поляновки и завершились подписанием мирного договора. По Поляновскому миру (1634) Польша в основном восстанавливала довоенную границу, закрепив за собой захваченные в Смутное время земли. При этом Владислав отказался от притязаний на московский престол и признал, наконец, Михаила Романова законным царем. Король обязался отдать Москве все документы, связанные с его избранием в 1610 г. (крестоцеловальная запись бояр и др.), а также останки царя Василия Шуйского и его родных, умерших в польском плену. Поляновский мир зафиксировал западную границу России после Смутного времени.