A guerra pode ser dividida em quatro fases. Na primeira, conhecida pelos poloneses como as Dimitríades (polonês: Dymitriady), certos magnatas poloneses da szlachta (alta nobreza), encorajados por alguns boiardos moscovitas — mas sem o consentimento oficial do rei polonês Sigismundo III Vasa (polonês: Zygmunt III Waza) — tentaram explorar a fragilidade moscovita e interferir em sua guerra civil. Eles apoiaram os pretendentes a tsar Falso Dimitri I e mais tarde Falso Dimitri II (daí o nome polonês para a guerra, as Dimitríades) contra o tzar coroado, Vasili Shuiski. A primeira Dimitríade começou em 1605 e terminou em 1606 com a morte do Falso Dimitri I. A segunda Dimitríade em 1607 e durou até 1609, quando o Tsar Shuiski fez uma aliança militar com a Suécia. Em resposta a essa aliança, o Rei polonês Sigismundo III decidiu intervir oficialmente e declarou guerra contra a Moscóvia, com a intenção de enfraquecer ainda mais o aliado da Suécia e obter concessões territoriais.

Depois das vitórias da República (batalha de Klushino), que culminaram com as forças polonesas entrando em Moscou em 1610, o filho de Sigismundo, Príncipe Wladyslaw, foi eleito tsar. Contudo, logo após isso, Sigismundo decidiu que queria o trono russo para si. Isto retirou o apoio a favor da Polônia dado pelos boiardos, que aceitariam o moderado Wladyslaw, mas não o pró-católico e anti-ortodoxo Sigismundo. Em conseqüência disto, a facção moscovita pró-Polônia desapareceu e a guerra ressurgiu em 1611, com os poloneses perdendo o controle de Moscou, mas capturando a importante cidade de Smolensk. Contudo, devido a problemas internos tanto na República das Duas Nações quanto na Moscóvia, ocorreu pouca ação militar entre 1612 e 1617, quando Sigismundo fez uma última e fracassada tentativa para conquistar a Moscóvia. A guerra finalmente terminou em 1618 com o Armistício de Deulino, que concedeu à República certas concessões territoriais, mas não o controle sobre a Moscóvia. A Moscóvia emergiu assim da guerra com sua independência intocada.