Ponadto do obozu królewskiego wciąż przybywały transporty z żywnością i amunicją.
mały|W bitwie pod Smoleńskiem wziął udział Janusz Radziwiłł, przyszły wojewoda wileński i hetman wielki litewski Armię królewską wzmocniło 17 września przybycie Kozaków zaporoskich w sile 12 000 żołnierzy i 10 działek, których przywiódł Timofiej Orendarenko. Kozacy z miejsca pokazali swą wysoką wartość bojową, zdobywając jeńców.
W tym czasie Rosjanie nie próżnowali, sypiąc szańce przed Górą Pokrowską. Jednocześnie prowadzili podkopy pod mury twierdzy smoleńskiej. Posłańcy ze Smoleńska informowali króla o wyczerpywaniu się amunicji.
Dwa dni później nadciągnęła także ciężka artyleria. Mając przewagę liczebną Władysław IV mógł przystąpić do generalnej ofensywy.
Najpierw jednak zaatakowali Rosjanie, którzy spróbowali odzyskać utracone pozycje i 19 września ruszyli do kontrataku, który wsparli ogniem artylerii. W uderzeniu na polskie pozycje udział wzięły zarówno jazda, jak i piechota Szeina. Natarcie na Żaworonkowe Wzgórze, podczas którego w pewnej chwili nawet król znalazł się w poważnym niebezpieczeństwie, odparła polska piechota. Jazda polska nie utrzymała pozycji, nie mogąc wytrzymać silnego ognia rosyjskiej artylerii. Z tego powodu Władysław IV został z samą tylko piechotą Weihera.