В цоколе стены, облицованном белым камнем, прорезали бойницы нижнего, так называемого «подошвенного» боя, а в трех ярусах башен разместили артиллерию. Весь обстрел, таким образом, как бы разбивался на три ступени: «подошвенный бой» в нижнем этаже, затем амбразуры «среднего боя» и, наконец, «верхний бой» между зубцами. Подножие стены простреливалось продольным огнем из башен. К началу осады смоленская крепость, имея достаточные запасы оружия и боеприпасов, была вооружена ста семьюдесятью пушками.
Федор Конь нашел противоядие и такому страшному средству взятия крепостей, как подземные минные подкопы. Из-под стены прорыли особые ходы — «слухи» или «послухи», которые позволяли обнаружить минные работы противника. В записках Маскевича это обстоятельство выделялось особо: «Московитяне были осторожны: ни один подкоп не мог утаиться от них: ибо смоленские стены выведены опытным инженером так искусно, что при них под землею находятся тайные ходы, где все слышно, куда ни проводили подкопы».
Стены и башни, выходившие на ровное место (главным образом — с южной стороны крепости), дополнительно защищали глубокие рвы.
Но любая крепость может успешно защищаться лишь тогда, когда она занята достаточно многочисленным и боеспособным гарнизоном. А как раз ратных людей, после ухода к воеводе Скопину-Шуйскому двухтысячного отряда, у Михаила Шеина осталось мало. Поэтому первое, что он сделал, когда в июле 1609 года получил от своих разведчиков донесение, что «короля чают под Смоленск к спасову дни, а не будет к спасову дни, и король будет подлинно под Смоленск к оспожину дни», начал срочно собирать ратников. 25 июля были отозваны обратно в Смоленск стрелецкие сотни, находившиеся в Порецкой волости. Были разосланы грамоты местным помещикам и крестьянам — «садиться в осаду» в Смоленске. В середине августа Михаил Шеин приказал «Смоленского уезда с станов и с волостей и с дворянских и детей боярских поместий и с вотчин и с церковных земель собрати даточных людей для осадного времени с сохи по 6 человек с пищальми и с топоры» (в «сохе» тогда числилось до восьмисот «четвертей», то есть тысяча двести десятин пашни). Речь шла не о населении, которое должно было укрыться за стенами, а именно о ратниках, имеющих оружие. Не случайно, конечно, на первый план были выдвинуты ратники с огнестрельным оружием. Одновременно вооружалось и посадское население.
Через несколько дней была составлена «Осадная городовая роспись», по которой «осадная рать» (была еще «вылазная рать», предназначенная для вылазок и помощи «осадной рати» во время приступов) распределялась по стенам и башням. Эта «роспись» сохранилась и дает возможность определить состав и вооружение гарнизона Смоленска: «Всего по городу — по воротам, и по башням, и по стене — 39 человек дворян и детей боярских, да с ними посадских торговых людей 48 человек, а с ними у наряду подъемных и стенных людей и загороденские слободы слобожан и Смоленского яму охотников 1 862 человека».
Обращает на себя внимание тот факт, что среди «начальных людей» именовались не только дворяне и «дети боярские», то есть «государевы служилые люди», но и «посадские торговые люди»; последних оказалось даже больше. Вообще в обороне Смоленска посад играл важную роль. Историки даже считают, что обороной руководил совет, состоявший из воевод и представителей посада, которые совместно принимали важнейшие решения. Так, при подходе королевской армии к Смоленску было принято совместное решение сжечь посад, находившийся за пределами каменных крепостных стен, чтобы враги не нашли там укрытия. Об этом говорится в письме смоленского архиепископа царю Василию Шуйскому: «Боярин твой государев и воевода, Михаил Борисович Шеин с товарищи, приговори с смольняны со всякими людьми, смоленские посады велели выжечи для приступу литовского короля». Совместно с посадскими людьми принималось и решение отклонить королевские предложения о сдаче города: «Мы, твоя государева сирота, посоветовав с твоим государевым богомольцом, преосвещенным Сергием архиепископом смоленским, да с твоим государевым боярином и воеводы, с Михаилом Борисовичем Шеиным, да со князем Петром Ивановичем Горчаковым, да с дьяком с Никоном Олексеевым, и с служилыми людьми, и с стрельцы и пушкари, и со всякими жилетцкими людьми, литовскому королю и радным панам отказали…»
