В августе 1581 года римское посольство прибывает на переговоры в Старицу. Поссевино ведёт богословские беседы с Иваном IV, желая узнать, что же препятствует принятию Москвой унии с католиками? По приказу царя созывается целый церковный Собор. После всех обсуждений единственным, кто признаёт правоту доводов Поссевино о том, что католики не еретики, был епископ Ростовский. Сам московский царь не спешил лично участвовать в большинстве религиозных диспутов.

В итоге вместо принуждения царя к принятию католичества религиозная часть миссии Поссевино утонула в бесконечных богословских прениях. Инструкции кардинала Комо явно не реализовывались. Оставалась политическая часть – папский эмиссар должен был выступить посредником в заключении мира между Стефаном Баторием и Иваном IV.

В середине сентября Поссевино отбывает сначала в Новгород, а потом – в стан поляков под Псков. Когда Поссевино прибыл в лагерь Батория, оказалось, что его обогнал русский посол Захар Болтин. Иван IV хотел от своего имени, а не от имени непонятного иностранца, высказать Баторию серьёзность намерений о переговорах. В середине ноября Болтин встретился с Баторием и Поссевино, передав им царёвы грамоты. Он сразу предупредил польского короля, что речей произносить не будет, а будет только передавать грамоты. На том и порешили. Получив ответные грамоты от Батория, Болтин отправился обратно в Москву.

В декабре в Яме-Запольском начинается финальный раунд переговоров. Скандалы и препирательства происходят едва ли не каждый день. Но к январю 1582 года компромисс между речью Посполитой и Московией выглядел так: Москва отдавала свои прибалтийские владения, почти 40 ливонских деревушек и городов, Баторий же возвращал все захваченные и оккупированные русские земли: псковские территории, Великие Луки, Невель, Холм, Себеж, новгородские и тверские земли. Ни о каком союзе против Османской империи или принятии католичества речи не шло.

После подписания Ям-Запольского перемирия Поссевино вновь отправился в Москву, где продолжил свои богословские диспуты. На прениях Иван IV специально не обсуждал «большие вопросы», интересуясь лишь частными. Примечательным был вопрос о бритье католиками бород. Внимательный царь упрекнул Поссевино, что он «босорыл». На что папский эмиссар ответил, что она у него просто не растёт, зато у нынешнего Папы Римского Григория XIII борода есть.

Далее стороны обсудили целование ног понтифику и кардиналам, крестные ходы, отношение к пище и одежде. Иван IV явно издевался над папским эмиссаром, не желая ни на сантиметр приблизить разговор о принятии католичества.