Главный воевода боярин Одоевский созвал совет с участием дворян и церковных властей. Мнения на совете разделились. Одни требовали принятия энергичных военных мер и организации отпора врагу. Другие ссылались на приговор земского ополчения и предлагали добиваться соглашения со шведами. Одоевский и церковники склонялись в пользу умеренной партии. Совет разошелся, так и не приняв решения.
К середине июня 1611 года Делагарди завершил последние приготовления к штурму. Он знал, чем воспламенить сердца своих ландскнехтов. Солдатам была обещана богатая добыча в Новгороде. За день до штурма Делагарди предпринял ложный маневр. На глазах у горожан шведские эскадроны проследовали к берегу Волхова по направлению к юго-восточной оконечности крепости. Туда же его солдаты пригнали лодки со всего Волхова. На рассвете 16 июля шведы провели отвлекающую атаку с юго-востока. Привлеченные выстрелами и шумом новгородцы со всех сторон бежали к башням, подвергшимся нападению. Тем временем Делагарди нанес удар с противоположной стороны. В утренней мгле наемники подобрались к воротам и пытались выбить их с помощью тарана. Шотландцы и англичане орудовали с петардой подле соседних ворот. Шведы карабкались на вал на всем пространстве между воротами. Новгородцы отбили их натиск и выстрелами отогнали врагов от ворот. Но шведам помогли предатели. Один из них привел врага к воротам, никем не охраняемым. Он ужом на брюхе пролез по разбитой колесами дороге под ворота и успел отпереть их изнутри. Шведская конница через распахнутые ворота вступила в город. Русские отступили по валу к башням и еще длительное время вели оттуда огонь. Но шведские войска уже проникли далеко в глубь крепости. В ходе боя в восточной части города начался пожар. Население бросилось бежать и запрудило улицы. Воеводы не могли более руководить боем. Ратные люди смешались с мирным населением в бегущем потоке.
Наемники кололи и резали всех, кто попадался им по пути. Бой еще кипел вовсю, а они уже бросились грабить дома. Оказавшись разъединенными, части гарнизона в разных местах пытались остановить натиск. Народная память сохранила имена отважных командиров: стрелецкого головы Василия Гаю-тина, Василия Орлова, атамана Тимофея Шарова. Они предпочли смерть плену. Дьяк Афиноген Голенишев, посланец земского ополчения, не выпускал оружия из рук до последнего вздоха. Мирное население помогало воинам. Шведам долго не удавалось овладеть стоявшим на перекрестке двором, где засел протопоп Амос с посадскими людьми. Шведы пытались принудить их к сдаче, обещали жизнь. Новгородцы отвечали выстрелами. Тогда солдаты сожгли двор вместе со всеми его защитниками.
На площади подле волховского моста находилась ставка земского воеводы Василия Бутурлина. Шведы встретили тут наибольшее сопротивление. Казаки и ратные люди бились с неприятелем, не щадя живота. Шведы пытались окружить отряд Бутурлина. Тогда Бутурлин прорвался на волховский мост и ушел на Торговую сторону. Следуя за ним по пятам, на мост вступили вражеские солдаты.
Шведы овладели внешними крепостными стенами города на Софийской стороне. Они добились успеха, но до победы им было еще далеко. Русские боевые знамена реяли над стенами кремля, неприступной цитадели в центре города. Замок обладал несравненно более мощной системой укреплений, нежели внешний город. Он был окружен глубоким рвом и подъемными мостами. Его высокие башни и стены были снабжены множеством пушек. Кремль господствовал над всем городом. Штурмовать его без осадной артиллерии было безумием. Однако новгородская цитадель оказалась абсолютно не подготовленной к осаде. Шведы были буквально ошеломлены, когда несколько позже они обшарили весь кремль и не нашли там даже малых запасов провианта и пороха.
Новгородцы допустили роковой просчет в оценке сил противника. Они помнили о клушинском поражении Делагарди, когда его армия была наголову разгромлена поляками. Они не забыли о том, что Делагарди пол года осаждал Корелу и потерпел двукратную неудачу под стенами Орешка. У шведского генерала не было ни достаточного количества пушек, ни достаточного числа солдат. Русское командование не сомневалось в том, что врагу не удастся прорвать городские укрепления. Неоправданная самоуверенность сменилась паникой и растерянностью, когда шведы в течение дня овладели внешним оборонительным поясом.
Князь Одоевский созвал военный совет в осажденном кремле. Донесения дьяков и воевод обнаружили неутешительную картину. После боя много ратников отступило в кремль. Еще больше тут собралось мирных жителей, спасавшихся от врагов. Кормить их было нечем. Кремлевские житницы пустовали. Молчали крепостные орудия из-за того, что не было пороха.