在劝降失败之后，当天下午，明军对苏尔古特城再次发起了猛攻。俄军虽然士气低落，但凭借着城内的防御工事还是击退了明军的进攻。
而别列佐沃的八千明军此时也顺着鄂毕河南下与另外一支进攻托博尔斯克的明军汇合了。托博尔斯克是秋明城的门户，是俄军在鄂毕河上最重要的据点。但由于援助苏尔古特，托博尔斯克城内只有一万俄军，不过从秋明出来的俄军两万援军也在向托博尔斯克进发。
祖大寿迫不及待地向托博尔斯克进军，他是怕苏尔古特城陷落之后，俄军会放弃托博尔斯克退守秋明城，这样的话，不利于明军分割消灭俄军的主力。
五月二十日，俄军的援军先一步抵达了托博尔斯克，托博尔斯克的俄军守军达到了三万三千余人。
五月二十三日，祖大寿的大军抵达了托博尔斯克。抵达托博尔斯克之后，祖大寿并没有立刻发起攻击，而只是将托博尔斯克给包围了。
五月底，苏尔古特的战争取得了决定性的胜利，明军击破了俄军在苏尔古特城东面的防守，苏尔古特城的三万俄军被俘虏者多达一万八千余人。