Русские войска — большой полк из 8000 человек — под командованием князя Михаила Ивановича Воротынского собирались у Коломны, прикрывая Москву со стороны Рязани. При большом полку находился «гуляй-город» и почти весь наряд с воеводами князьями С. И. Коркодиновым и З. Сугорским. Полк правой руки воеводы князя Никиты Романовича Одоевского — 4000 воинов — стоял в Тарусе, полк левой руки князя А. В. Репнина — 2000 воинов — в Лопасне, сторожевой полк князя Ивана Петровича Шуйского — 2000 воинов — в Кашире. Передовой полк с воеводами князьями Алексеем Петровичем Хованским и Дмитрием Ивановичем Хворостининым находился в Калуге, и имея передвижной речной отряд из вятчан — 900 человек на стругах — для обороны переправ, прикрывал юго-западную границу. Иван Грозный покинул Москву и уехал в Новгород, забрав с собой царский полк и служилых татар — 10 000 человек — и оставив за себя князя Юрия Ивановича Токмакова и князя Тимофея Долгорукого.
В начале июня 1572 года Девлет Гирей с ордой вышел из Перекопской крепости. Крымский хан требовал от Ивана Грозного возврата Казани и Астрахани, предложив ему вместе с турецким султаном перейти к ним «под начало, да в береженье». Крымский хан неоднократно заявлял, что «едет в Москву на царство». Одновременно с началом вторжения произошло организованное крымскими татарами восстание черемисов, остяков и башкир, — удар в спину, совпавший с нашествием хана на Москву. Восстание было подавлено военными отрядами Строгановых.
23 июля 1572 года стотысячное войско Девлет Гирея, состоящее из крымских, ногайских татар и турецких янычар с артиллерией, прошло по Дону к Угре и остановилось у Оки. Летописи говорят, что Девлет Гирей «прииде с великими похвалами и с многими силами на русскую землю и расписал всю русскую землю кому что дати, как при Батые». Участник Молодинской битвы немец-опричник Генрих Штаден, не всегда, правда, точный, писал: