Гарнизону осталось надеяться на помощь извне да на удачные вылазки. 2 февраля осажденные внезапно напали на два поста. Первый с успехом отразил вылазку. Зато командовавший вторым капитан Суздальского полка Лихарев, занимавший с шестью десятками мушкетеров каменный дом в форштадте Рыбаки, еще до приближения неприятеля пришел в позорную и предосудительную робость. Сделав несколько выстрелов по конфедератам, он сказал солдатам, чтобы всякий спасал свою жизнь сам, и оставил пост. Рота, оказавшись без командира, в беспорядке бежала. К тому же полякам удалось зажечь предместье.
Это было около полудня, когда Суворов проснулся, разбуженный перестрелками и криками. Он вскочил на лошадь и помчался на выстрелы. Встретив бегущих, генерал остановил их и повел в штыки. Подоспела и мушкетерская рота суздальцев под командованием капитана Мячкова и поручика Парфентьева. Неприятель ретировался.
По словам перебежчиков, положение конфедератов в замке все ухудшалось и порядок поддерживался лишь французами. Однако, осаждая крепость, Суворов сам находился в осаде: вокруг бродили повстанцы; ожидалось, что Пулавский выставит полуторатысячный отряд, а де Виомениль подойдет из Тынца с тысячью солдат. Все это побудило Суворова немедленно захватить крепость.
Для предстоящего штурма он разделил войска на четыре колонны. Главная, под командованием подполковника Гейсмана, должна была взорвать петардами ворота, проникнуть на колокольню и завладеть пушками. Колонны подполковников Елагина и Эбшельвица были вспомогательными: первой надлежало идти на приступ со стороны Зверинца, к малой фортке, а второй — с городской стены по штурмовым лестницам. В резерве оставался секунд-майор Гагрин.
В три пополуночи 18 февраля, поддерживаемые сильным артиллерийским и ружейным огнем, русские двинулись на приступ. Вскоре колонна Гейсмана появилась перед главными воротами, заложенными изнутри бревнами и засыпанными землей. Подложенная под ворота петарда взорвалась, но образовавшееся отверстие было недостаточно для прохода. Расширить же его не давали осажденные. Капитан Шипулин с частью суздальцев пытался ворваться в среднюю башню. Подполковник Елагин столь храбро штурмовал фортку, что пробил две двери, и несколько суздальских гренадер уже вошли в замок. Однако поляки отстояли прорубки, поражая огнем и штыком каждого, кто показывался в них.
Суворов приказал принести штурмовые лестницы. С чрезвычайной неустрашимостью колонна Эбшельвица двинулась на приступ. Солдаты лезли прямо в амбразуры, где стояли пушки. Одним из первых по лестнице, приставленной к валу, взобрался поручик Николай Суворов. Однако пули, камни и сабельные удары спешенных кавалеристов Шуази не давали возможности русским утвердиться на стене. После двухчасового штурма были выведены из строя многие офицеры, начиная с подполковников Эбшельвица и Гейсмана, получившего смертельную рану. Шипулина вынесли с простреленной ногой. Потери достигли ста пятидесяти человек.
В шестом часу утра Суворов приказал бить отбой. Ландскрона и Краков выявили малоподготовленность русской армии к осадным работам. Как писал генерал-майор Бибикову, «неудачное наше штурмование доказало, правда, весьма храбрость, но купно в тех работах и неискусство наше». Теперь оставалось усилить блокаду замка и ожидать прибытия орудий большого калибра. Осажденные терпели уже настоящий голод, ели ворон, конину и помышляли о сдаче. Все попытки Казимира Пулавского и подлясского маршалка Симона Коссаковского помочь им потерпели неудачу. Понимая значение капитуляции Краковского замка, а с нею — гибель последних надежд конфедератов, Суворов сам предложил гарнизону сдаться на чрезвычайно почетных условиях.
8 апреля в лагерь был приведен парламентер с завязанными глазами. Суворов принял французского бригадира Галиберта ласково, посадил рядом с собой и продиктовал главные пункты капитуляции. Назавтра Галиберт явился снова, был угощен хорошим завтраком, но, когда разговор перешел на капитуляцию, стал выдвигать свои условия. В ответ Суворов тут же объявил требования более суровые, чем прежде. Он предупредил, что, если француз явится на другой день снова без полномочий на сдачу, условия будут еще строже.
Поняв свою ошибку, Шуази поспешил со всем согласиться. По двенадцати пунктам подписанного им соглашения осажденные сохраняли свое личное имущество, французы объявлялись не военнопленными, но просто пленными, а лицам гражданским предоставлялась свобода. Больные и раненые получали немедленную медицинскую помощь.
Ночь перед сдачей русские провели под ружьем. Рано утром 15 апреля польский гарнизон стал выступать из замка по частям в сто человек. Суворов ожидал капитуляции на площади, в окружении своих офицеров. Когда Шуази в изысканном поклоне подал ему шпагу, генерал вернул ее, прибавив, что не может лишать шпаги столь храброго человека.
— Вы служите французскому королю. А он состоит в союзе с моей монархиней, — сказал Суворов, обнял и поцеловал бригадира.