Казаки служили на своих конях и со своим оружием. Наиболее обученной и лучше вооруженной частью воинов были стрельцы, оснащенные казенным оружием, холодным и огнестрельным (пищалями). Их численность постоянно возрастала и к 80-м гг. достигла 55 тыс. человек (из 165 тыс. ратных людей). Особенно многочисленными среди них были полки московских стрельцов, выросшие к этому времени до 20 тысяч. Столь сильный рост был связан с превращением стрелецкого войска по преимуществу во внутреннюю охрану государства. Основная часть стрельцов находилась в Москве либо была рассредоточена по многочисленным городам страны. В боевых же действиях русской армии принимало участие, как правило, не более четвертой части этого рода войск.
Во всех войнах, которые вела Россия на протяжении XVI в., участвовали отряды донских казаков. Их численность к середине столетия достигла 20 тыс. человек и значительно превышала численность яицких и волжских, терских и гребенских казаков. Вплоть до 1671 г., когда после подавления восстания под руководством С. Т. Разина донские казаки, чувствуя свою вину, вынуждены были впервые принести присягу на верность московскому царю, их участие в дальних походах русского войска или в сторожевой службе на южных рубежах Российского государства осуществлялось в рамках добровольного военно-политического союза, подкрепляемого более-менее регулярной присылкой из Москвы на Дон военного снаряжения, хлебного и денежного жалованья. С 1613 по 1700 г. в донские отпуска было отправлено 202 тыс. четвертей хлеба, 280 тыс. руб., 939 поставов сукна и более 16 тыс. ведер вина. В этом союзе были заинтересованы обе стороны. Московское правительство ценило боевую службу казаков, а казаки нуждались в постоянном пополнении людьми извне, в материальной поддержке со стороны экономически развитого государства. Московское правительство оказывало Дону военную помощь двумя способами. Первый заключался в посылке на Дон для обороны от татарских набегов отрядов ратных людей во главе с московскими воеводами. Так было в начале 40-х гг., когда татары в отместку за взятие и многолетнее удержание турецкой крепости Азов неоднократно нападали на казачьи городки в низовьях Дона. Второй способ состоял в организации переселения вольных людей из пограничных городов на Дон. В 1646— 1648 гг. таким образом было выслано 5 тыс. человек.
Однако отношения между Москвой и Доном порой серьезно разлаживались. Военные походы «за зипунами», в том числе царской и купеческой казной, прямо вытекавшие из специфики хозяйственной жизни казаков, а также их неконтролируемые действия против Крыма и Турции, нередко ставившие Москву в трудное положение, рождали стремление царского правительства превратить вольное казачество в служилое сословие, встроить его в социальную структуру общества. Решительные меры Бориса Годунова в этом направлении, как известно, вызвали против него чрезвычайное недовольство и озлобление казаков и обеспечили их активную поддержку «царевичу Дмитрию». В годы Смуты отчетливо проявилась претензия вольного казачества на получение особых привилегий, признания за ним высокого положения в обществе, право на которые, по его убеждению, ему давала важная для государства военная служба. В частности, казаки претендовали на передачу им в качестве «приставства» отдельных территорий, употребляя доходы с них в качестве своего «корма». Понятно, что подобные устремления казачества входили в противоречие с интересами и государственной власти, и дворянства, а потому по мере восстановления государственного порядка были пресечены.
В дальнейшем московское правительство не раз пыталось заставить Донское войско принести присягу на верность царю. Но только в августе 1671 г., после долгих споров на Кругу, казаки в присутствии московских послов «веру учинили». Впоследствии подобный акт повторялся при вступлении каждого нового царя на престол. В итоге вольное казачество из добровольных союзников московского царя было поставлено в положение его подданных наравне со всем остальным населением.