Jan Zamoyski, a wraz z nim król Zygmunt III Waza, przybył do Inflant, prowadząc ze sobą armię liczącą 15 000 żołnierzy i 50 dział, w tym 15 ciężkich kolubryn. Nie udało mu się dopaść Szwedów pod Rygą, gdyż ci zdążyli się wycofać. Farensbach radził wysłać w pogoń za Szwedami jazdę, jednak Zamoyski postanowił przeprowadzić oblężniczą kampanię polegającą na kolejnym obieraniu zajętych przez Szwedów zamków. Nie zapowiadało to łatwych i szybkich sukcesów, gdyż Karol Sudermański w głównych twierdzach inflanckich zostawił aż 7400 piechoty, a pozostałą jazdę przeznaczył do walki podjazdowej z wojskami polskimi.
W końcu roku (19 grudnia) zdobyty został Wolmar (król Zygmunt III w trakcie oblężenia wrócił do Polski). Wkrótce głód, choroby i dezercja połączona z podjazdową wojną prowadzoną przez Szwedów zredukowały armię Zamoyskiego do 5000 żołnierzy. W tej sytuacji hetman przerwał kampanię i ruszył do Dorpatu na leże zimowe. Działania wojenne wznowiono wiosną 1602 roku. Pierwszy sukces w nowym roku miał miejsce w maju 1602 roku, gdy zdobyto Fellin. Dwa tygodnie po wzięciu Fellina licząca już tylko 2000 żołnierzy armia koronna ruszyła na Biały Kamień, a przeciw zbierającym się pod Rewlem szwedzkim siłom wysłano hetmana polnego Stanisława Żółkiewskiego. Pokonanie Szwedów odebrało załodze obleganego od czerwca Białego Kamienia nadzieję na odsiecz. Oblężenie Białego Kamienia zakończyło się 30 września kapitulacją.
Po zdobyciu kilku mniejszych twierdz Zamoyski przemieścił swe siły w kierunku Dorpatu. Prawie całe Inflanty i Estonia (z wyjątkiem Rewala, Parnawy, Hapsalu i Dorpatu) znalazły się w rękach Polski i Litwy. Zamoyski chciał jeszcze pokusić się o Narwę i wschodnią Estonię, jednak nie był w stanie nakłonić nieopłaconych wojsk do dalszych działań. W październiku 1602 roku cała jazda odeszła na południe, a w zdobytych zamkach pozostała tylko część piechoty pod wodzą starosty Białego Kamienia pułkownika Jakuba Potockiego. Zamoyski poczekał na przybycie 50 tys. złotych dla nieopłaconych żołnierzy, ze swoich pieniędzy dopłacił jeszcze 19 tys. złotych po czym zrzekł się dowództwa w Inflantach i wrócił do Polski. Na jego miejsce wodzem pozostałych w Inflantach i Estonii wojsk został Jan Karol Chodkiewicz.
