Снова начались штурмы крепости. Сераксир в течение двух недель ежедневно посылал на приступ по 10 000 человек, сменяя их вечером пушечной и ружейной стрельбой. В одном из штурмов турки завладели одним бастионом, но казаки бросились, захватили бастион и турок уничтожили. 26 сентября крымский хан, несмотря на угрозы, просьбы и убеждения, стал уходить от Азова. К этому моменту осажденные казаки находились в исключительно тяжелых условиях: дожди, холодные ветры, ранения, болезни, всякого рода недостатки сильно сократили численность защитников. Они потеряли всю артиллерию и расстреляли все снаряды. Турки на стрелах посылали им письма, в коих каждому казаку обещали выдать по тысяче талеров, лишь бы они сдали Азов. Но казаки прельщением басурманским не прельстились, а с помощью Божьей и Николая Чудотворца за веру и государя крепко стояли. (Броневский. Кн. 1, стр. 136). Наконец, напряжение защитников достигло предела и самые, отважные уже не видели возможности дальнейшего сопротивления, но никто не думал сказать — сдадимся. Было принято общее решение итти на прорыв. Все, кто мог держать ещё оружие, решили выйти ив крепости и в открытом бою прорваться ив окружения, или с честью умереть. Написали царю и патриарху грамоты, в которых просили «да простят их непотребных и ослушных рабов». Всю ночь молились и прощались друг с другом, целовали Крест и Евангелие на том, чтобы «при смертном часе стоять дружно и жизни не щадить». Ночью, накануне 1 октября, праздника Покрова Пресвятой Богородицы, молча, строем выступили из крепости. На передовых позициях была мертвая тишина. В поднимающемся тумане казаки увидели турецкий стан пустым. Гусейн отступил со своей армией от Азова. Казаки бросились в погоню, настигли турок на берегу моря и в упор стали расстреливать их. Турки в беспорядке бросились к судам и тонули в море. При осаде турки потеряли до двадцати тысяч отборных янычар, большое количество погибло от голода и болезней, и от 180 000 армии осаждавших осталось не больше одной трети. Количество защищавших: Азов, по непроверенным сведениям, не было больше 8 000 казаков и 800 женщин. Убитыми казаки потеряли 3 000 человек, а много погибло от истощении и болезней; остальные были ранены.
28 октября 1641 года атаман Осип Петров послал в Москву посольство с атаманом Наумом Васильевым, есаулом Федором Поршина и 24 казаков, особо отличившихся, с подробною боевою росписью и изложением хода защиты Азова. Казаки просили царя взять под свою опеку Азов и прислать воеводу для принятия крепости, ибо им, казакам, защищать Азов нечем. Присланных казаков в Москве приняли с честью, наградили их, по окладу, великим жалованием, чествовали и угощали. Решение, взять ли Азов, или отдать его по-прежнему, туркам, было поручено боярину Морозову. Атаман и казаки доказывали выгоды владении Азовом, но переговоры тянулись более месяца и не привели ни к чему. В начале декабря 1641 г. с возвращавшимся посольством казаков из Москвы был послан дворянин Желябинский и подьячий Башмаков с целью осмотреть Азов и переписать и начертить планы, потом принять решение. Казакам была послана милостивая грамота с благодарностью за мужественную защиту Азова. Также было послано им 5 000 рублей и обещано хлебное и других видов жалованье. Желябинский и Башмаков, возвратясь в Москву, донесли царю: «Город Азов разбит и разорен до основании и вскоре города поделати никоей образом нельзя, и от приходу воине кик людей сидети не в чем». Вслед за ними в Москву явилась новая станица с наказом убедить бояр взять Азов и поскорей послать воевод с войском, и утверждали, «что, если Азов будет за нами, то никогда уже поганые татары не придут воевать и грабить московские владения». Царь повелел собрать Великий Собор в Москве, и он собрался 3 января 1642 года. На Соборе присутствовали патриарх, митрополит Крутицкий, знатнейшее духовенство, бояре, окольничие, думные люди и все другие сословии. Думный дьяк Лихачев объявил царскую волю, по которой требовалось мнение от государственных чинов. За исключением представителей городов Новгорода, Смоленска, Рязани и других окраинных, мнение Собора было уклончиво и сводилось к тому, чтобы удержание Азова возложить на казаков, или же просто, положить на решение царя. «Как угодно царю и боярам, так и будет» — было общим решением.