5 октября совместное войско подошло к столице, и началась многомесячная осада. Вместе с другими городовыми воеводами П. Ляпунов вошел в общеармейское руководство. В этом отношении Болотников был вполне демократичен. Поскольку для решающего штурма мощных укреплений сил было мало, то было решено изнурять противника почти ежедневными атаками. Все ждали приезда царя Дмитрия, который должен был лично возглавить решающий штурм. Однако время шло, а государя, ради которого была предпринята вся военная акция Болотникова, все не было. Этим ловко воспользовался царь Василий и стал переманивать городовых воевод на свою сторону. Главным аргументом было то, что у них не было того, за кого они сражались. Ведь болотниковцы, по словам царя, были всего лишь чернью, затеявшей кровавое междоусобие ради желания пограбить богатых людей.

Грамоты царя Василия подействовали на умы рязанцев. 15 ноября 1606 года под покровом ночи их отряд из 500 человек во главе с Ляпуновым и Сунбуловым покинул коломенский стан Болотникова и отъехал к Москве. Это внесло колебание в ряды других воевод. 2 декабря во время решающего штурма на сторону москвичей перешли и отряды венёвского воеводы Истомы Пашкова. Силы болотников цев оказались подорванными изнутри. Боясь новых измен, Болотников отошел к Калуге.

Царь Василий прекрасно понял, что отъезд Ляпунова и других воевод стал одной из причин провала осады Москвы Болотниковым. Поэтому он наградил рязанца, первым показавшего пример другим воеводам. Ляпунов получил чин думного дворянина. С этого времени Прокопий получил возможность заседать в Боярской думе. Несомненно, это его очень обрадовало, так как он всегда стремился быть в курсе всех государственных дел. Поскольку бои с Болотниковым и его союзником «царевичем» Петрушей еще не были завершены, то по приказу царя Василия Ляпунов вновь отправился воевать. На этот раз ему следовало поддержать сильно потрепанный полк А. В. Голицына, стоявший у Каширы. Вместе они должны были охранять тылы царской армии, направлявшейся к Туле. Рязанцы подоспели вовремя. Против Голицына был направлен болотнико вец А. А. Телятевский, достаточно опытный воевода. 5 июня в районе Каширы разгорелась битва. Совместными усилиями царские воеводы одержали верх. При этом Прокопий отличился тем, что смог загнать в овраг отряд казаков и перебить его. Путь на Тулу был открыт. Царь Василий без всяких препятствий достиг последней ставки болотников цев и в октябре 1607 года заставил их сдаться. Однако до полной победы было очень далеко.

Весной 1608 года стало известно, что к столице движется новый враг – материализовавшийся «царь Дмитрий», Лжедмитрий II. Царь Василий отправил рязанского воеводу вместе князем И. А. Хованским остановить «воров» у Пронска. Но силы оказались неравными – на стороне самозванца были профессиональные воины, польские шляхтичи. Прокопий был ранен в ногу и отступил к родному Переяславлю Рязанскому. Там ему предстояло защищать родные стены от полчищ тушинцев. На этот раз победа оказалась за ним, на Рязанщину тушинцы не смогли пробиться.

После образования двоевластия Ляпунов остался верен царю Василию. Когда Москва оказалась в блокадном кольце, он умудрялся подвозить в столицу продовольствие. Для голодающих москвичей это было очень кстати. Возможно, Прокопий осуждал бездействующего царя Василия, почти ничего не предпринимающего для того, чтобы снять осаду Москвы. Большое уважение у него вызывал М. В. Скопин Шуйский, который медленно, но верно со шведскими наемниками двигался к столице для ее освобождения. Рязанский воевода с большим вниманием следил за походом молодого полководца и радостно приветствовал все его победы. Когда в Александровской слободе образовалась ставка освободителей, рязанский воевода отправил туда грамоту с поздравлениями. В ней Ляпунов всячески превознес заслуги Скопина и даже прямо назвал его «новым государем, царем всея Руси». При этом он обругал бездействующего старика Василия Шуйского.