Aleksandra Gosiewskiego nie było w twierdzy w chwili nadejścia głównych sił rosyjskich. Wojewoda na początku grudnia wezwany został listownie przez Władysława IV, zostawiając dowództwo trzem osobom. Byli to: podwojewodzi smoleński porucznik Samuel Drucki Sokoliński, porucznik chorągwi husarskiej Jakub Wojewódzki oraz horodniczy Malcher Godziewski. Wojewoda Gosiewski przybył 17 grudnia do Orszy, gdzie spodziewał się posiłków dla oblężonego Smoleńska w sile 400 żołnierzy. Czekały tam na niego tylko dwie chorągwie – husarska Hrehorego Mirskiego i kozacka Krzysztofa Kleczkowskiego. Do czasu koncentracji reszty sił Gosiewski pozostawał poza twierdzą i obrońcy byli zdani sami na siebie.
Szein początkowo otoczył twierdzę dwoma warownymi obozami – wschodnim i zachodnim. Szein utworzył także szereg redut po obu stronach Dniepru. Po zaprowadzeniu ścisłej blokady miasta armia oblężnicza czekała do wiosny na nadejście ciężkiej artylerii, która pozwoliłaby rozpocząć skuteczne oblężenie. Pod Smoleńsk Rosja wysłała jednostki cudzoziemskie oraz rosyjskie pułki piechoty przeszkolone na sposób zachodnioeuropejski.