В 1607 новый самозванец — Лжедмитрий II — начал наступление на Москву. Он захватил огромные территории и обосновался в подмосковном селе Тушине. Для борьбы с ним Василий был вынужден пригласить в Россию шведские войска. За помощь шведское правительство потребовало от России отказаться от претензий на прибалтийские земли, ранее принадлежавшие Ливонскому ордену, город Корелу, разрешения на хождение шведских денег в Московском государстве, что должно было отрицательно сказаться на всем русском хозяйстве, а также принятия на себя обязательства содержать шведские войска. Василий был вынужден принять все эти условия, что вызвало большое недовольство в русском обществе. Появление шведских войск в России привело к открытой интервенции со стороны Польши. Поляки осадили Смоленск. 24 июня 1610 русско-шведское войско потерпело сокрушительное поражение от поляков в сражении под селом Клушино возле Вязьмы. Поляки двинулись на Москву.
Положение Василия стало безнадежным. 17 июля 1610 московские бояре и дворяне заставили его сложить царскую власть, а 19 июля он был насильственно пострижен в монахи и заточен в кремлевский Чудов монастырь. В сентябре 1610 был выдан вместе с семьей польскому гетману Жолкевскому, который отвез его в Польшу, где Василий и скончался, находясь в заключении в Гостынском замке.