В 1551 г. царь начал готовить новый поход. Напротив Казани, на другом берегу Волги русские построили крепость Свияжск и превратили её в базу русской армии. Все переправы на реках Волге, Каме, Вятке были захвачены русскими отрядами. Большую поддержку им оказали местные поволжские народы. Те из них, которые добровольно принимали русское подданство, на несколько лет освобождались от налогов. Некоторых чувашских, марийских, мордовских князей Иван IV принимал в Москве, потчевал за своим столом, награждал дорогами подарками.
В июне 1552 г. 150-тысячная русская рать во главе с царем выступила в поход. Но в это время союзник Казанского ханства крымский хан повел свою конницу на Москву. Для отпора русские воеводы М. И. Воротынский, А. М. Курбский и другие вынуждены были свернуть с намеченного маршрута и двинулись на Тулу, которую осадило крымское войско. Едва передовые русские отряды появились под Тулой и вступили в бои с крымцами, те бежали на юг. Русским достался большой обоз, много брошенного оружия, в том числе турецкие пушки.
По мере приближения русских войск к Казани часть местных народов поддержала Москву. Вместе с русскими шли на татарскую столицу отряды мари, мордвы и чувашей, а также черкесов, недавно принявших русское подданство. В войне на стороне Москвы участвовали и татарские силы во главе с одним из ханов, поддерживавшим с Россией дружественные отношения. Кроме того, в русском войске были и наемники — немцы, итальянцы, поляки. По преимуществу это были специалисты по осадам крепостей: инженеры, пушкари.
Русские полки и их союзники со всех сторон осадили город. Ожесточенные бои разыгрались в тылу русской армии, где татарские отряды пытались нанести урон осаждавшим.
Хотя казанский кремль в ту пору был построен из дерева, взять его было непросто. Стены были толстыми и прочными, изнутри засыпаны землей. Татары мужественно защищали свой город, отчаянно боролись в рукопашных схватках. Не дали решающего результата и артиллерийские бомбардировки города. Несколько штурмов было отбито. Тогда русские перешли к системе подкопов. При помощи иностранных материалов под стены подвели пороховые заряды. Одновременно вокруг стен соорудили несколько передвижных башен — «туров», укрываясь за которыми стрельцы могли вплотную подойти к кремлю, артиллеристы же имели возможность с высоких «туров» вести прицельную стрельбу по стенам города, в частности по крепостным орудиям.
Вскоре один из подкопов, в который заложили 11 бочек пороха, был взорван. Этот взрыв повредил питьевой источник, город остался без воды. Людей мучила жажда, возникли болезни, но Казань и с поврежденными стенами, обезвоженная, с выведенной из строя артиллерией ещё держалась. Более того, татары предпринимали смелые вылазки против надвигавшихся «туров» и наносили им вред.
Наконец несколько русских отрядов во главе с замечательным полководцем князем Михаилом Ивановичем Воротынским и сподвижником царя Алексеем Даниловичем Басмановым укрепились в одной из крепостных башен и на стенах кремля.
2 октября начался общий штурм города. Зазвучали взрывы от новых подкопов, в крепостных сооружениях появились проломы, от «туров» были перекинуты мосты на стены. Русские полки во главе с воеводами — князьями Александром Борисовичем Горбатым и Андреем Михайловичем Курбским ворвались на стены крепости и поставили там русские стяги.
Весь день шел бой в пылающей Казани. Её жители бились за каждый дом. Наконец татарская столица пала. Последний казанский хан был захвачен в плен, оставшиеся в живых его воины преданы казни; жителей города, в том числе женщин и детей, роздали русским воинам в качестве рабов-пленников.
Казанское ханство прекратило свое существование. Но ещё долгих четыре года царские войска усмиряли непокорный край. Князь Курбский покорял земли на Каме, другие русские полки подавляли отдельные очаги сопротивления.
Теперь уже не составляло особого труда овладеть другим «осколком» Золотой Орды — Астраханским ханством. Сильное царское войско было послано на Астрахань. Местный хан, противник Москвы, бежал в Крым, а город сдался на милость победителя. В 1556 г. Астраханское ханство было окончательно присоединено к России.
Вслед за этим вассалами России признали себя некоторые окрестные народы — Большая Ногайская Орда, Кабарда на Северном Кавказе. На правах автономий в состав России вошли башкирские земли, по-прежнему управляемые своими князьями. Они должны были уплачивать Москве лишь легкую дань.
Закончилось трехвековое господство Золотой Орды и татарских ханств в Поволжье, Приуралье и на Северном Кавказе.
Значение побед на востоке.
После овладения Казанью торжествующий Иван ГУ вернулся в Москву. Здесь же, около Кремля, в честь победы над Казанским ханством был построен собор Покрова Богородицы, который позднее стал называться храмом Василия Блаженного по имени юродивого, который пророчествовал на его паперти и был очень популярен у московского люда.