Был сформирован специальный экспедиционный отряд в составе двух батальонов 1-го Чешско-Словацкого полка и одного батальона из состава отряда подполковника Каппеля с сильной артиллерией. Часть тяжёлых орудий установили на баржах, чтобы использовать их в качестве плавучих батарей. Общее руководство экспедицией было возложено на полковника Степанова, чешскими войсками в составе этого отряда командовал помощник командира 1-го Чешско-Словацкого стрелкового полка поручик (также произведённый в полковники) И. В. Швец, а частями Народной Армии - В. О. Каппель.
1 августа десантный отряд вышел на пароходах из Симбирска под прикрытием шести вооружённых пароходов боевой флотилии мичмана Мейрера. Для красного командования это наступление явилось полной неожиданностью. 4 августа красная речная флотилия была разгромлена белой флотилией в устье Камы, 5 августа корабли мичмана Мейрера подошли к Казани, высадили десанты на пристани, а также на противоположном берегу Волги у Верхнего Услона, где была захвачена тяжёлая береговая батарея. Вечером на пассажирских пароходах подошли основные силы. Пехотные части высадились на берег, артиллерия же должна была поддерживать пехоту с пароходов. Каппель с тремя ротами был послан в обход города с востока, в то время как чешские части должны были наступать в лоб - от пристаней.
С утра 6 августа разгорелся решающий бой за Казань. Уже в час дня Каппель вошёл в город, вызвав в нём панику. Однако советский 5-й Латышский полк, дравшийся на южной окраине города, не поддался общей панике и даже начал теснить цепи чехов к пристани. Сражение затягивалось, но тут к чехам подошла неожиданная помощь в лице сербского батальона, служившего ранее у красных и размещавшегося в казанском кремле. Накануне штурма красное командование потребовало у сербов выдать всех офицеров, но батальон воспротивился этому, ушёл тайно ночью из города и присоединился к чешским войскам. Теперь эти 300 сербов во главе со своим командиром майором Благотичем, по воспоминаниям очевидца, выросли как из-под земли и с диким криком «На нож!» («В штыки!») увлекли за собою и чешские цепи. Красный 5-й Латышский полк, выказавший столько стойкости, в этом бою был уничтожен почти полностью. Беспорядочный уличный бой продолжался ещё всю ночь и утро, но к полудню 7 августа Казань была полностью очищена от красных. Трофеями стало огромное количество военного имущества, а главное - хранившийся в подвалах Казанского банка золотой запас России - 650 миллиардов золотых рублей в монетах, 100 миллионов рублей кредитными знаками, слитки золота, запас платины и другие ценности. На сторону белых перешла в полном составе находившаяся в Казани Академия Генерального Штаба во главе с генералом А. И. Андогским. Значение взятия Казани было огромным — это событие вселило надежды на освобождение от ненавистной власти большевиков в миллионы простых людей, вызвав целый ряд массовых народных восстаний в Прикамье и в частности - восстания рабочих на Ижевском и Боткинском заводах.
Однако бежавшим из Казани красным войскам удалось закрепиться в Свияжске, и в их руках оставался стратегически важный железнодорожный мост через Волгу. Большевицкое руководство напрягало все силы, чтобы как можно скорее восстановить положение. В Свияжск прибыл лично Наркомвоенмор Советской Республики Л. Д. Троцкий, развивший кипучую деятельность и применявший самые жестокие меры для установления дисциплины в разношёрстных полупартизанских красных отрядах: по некоторым данным, он даже ввёл процедуру «децимации» - расстрела каждого десятого в бежавших с поля боя частях. Советская 5-я армия спешно пополнялась новыми войсками, и вскоре Казань была уже окружена с трёх сторон. С Балтики перебросили три миноносца, а местные пароходы вооружались тяжёлыми морскими орудиями, которые обеспечивали им огромное преимущество перед белыми пароходами с их импровизированным вооружением - обычными полевыми трёхдюймовками.
Белые предполагали развернуть в Казани корпус из двух дивизий, но времени на это не оставалось. Сколотить крупные части не успевали, и фронт держали сборные «лоскутные» отряды. Каппель же со своим батальоном был ещё 14 августа спешно вызван из- под Казани обратно в Симбирск, на который наступали части 1-й армии М. Н. Тухачевского. Бои шли до 17 августа и красные были отброшены от Симбирска, но не разгромлены, как это было в предыдущих боях. «Полк[овник] Каппель рассказывал мне при встрече, — вспоминал генерал Петров, — что во время этих боев он впервые почувствовал перед собой хоть ещё слабо организованную силу, но всё же такую, которая выполняет директивы командования.
“Мы ожидали, что покончим скоро, а разыгралось целое сражение, причём мы старались нанести удар своим правым флангом, а красные своим правым. И уже прежней уверенности в успехе не было. Выручил энергичный удар Самарцев в центре. Мы обеспечены от нового удара не более как на две недели”».