Наконец казанцы опомнились, выскочили изо всех ворот и с ожесточением напали на русских. В это время Иоанн сам показался у города; увидав его, русские с новым рвением ударили на неприятеля, схватились с ним в воротах, на мостах, у стен, бились копьями и саблями, схватывались за руки; дым от пушечной и пищальной пальбы покрыл город и сражающихся; наконец осаждающие одолели, взобрались на стены, заняли Арскую башню, втеснились в самый город; князь Михайла Воротынский послал сказать Иоанну, что надобно пользоваться удачею и вести общий приступ; но остальные полки не были приготовлены к этому дню, и по царскому указанию воинов вывели насильно из города. Стены, ворота и мосты были зажжены, в Арской башне утвердились русские люди; мосты и стена горели целую ночь, из стены сыпалась земля; русские воеводы велели своим ратникам на занятых местах заставиться крепкими щитами, а туры засыпать землею; татары также работали: ставили срубы против пробитых мест и насыпали землею.
На другой день, 1 октября, царь велел наполнить рвы лесом и землею, устроить мосты и бить из пушек беспрестанно; били весь день и сбили до основания городскую стену. Общий приступ был назначен на другой день, в воскресенье, 2 октября; во всех полках велено было ратным людям исповедоваться и приобщаться.
Но прежде решительного приступа царь хотел в последний раз испытать действие мирных переговоров; к городу был отправлен мурза Камай с предложением, чтобы казанцы били челом государю; если отдадутся в его волю и выдадут изменников, то государь простит их. Казанцы отвечали единогласно: «Не бьем челом! На стенах русь, на башне русь – ничего: мы другую стену поставим и все помрем или отсидимся». Тогда царь велел готовиться к приступу; по дорогам велел расставить также полки, чтоб не пропускать казанцев, если вздумают бежать из города.
В ночь с первого числа на второе, с субботы на воскресенье, Иоанн, проведши несколько времени наедине с духовником, начал вооружаться; князь Михайла Воротынский прислал сказать ему, что размысл подставил уже порох под городские стены, что казанцы заметили его и потому нельзя мешкать. Царь послал повестить во все полки, чтоб готовились немедленно к делу, а сам пошел в церковь, где велел поскорее совершать правило; на рассвете, отпустив свой полк к городу и велев ему дожидаться себя в назначенном месте, пошел к обедне; здесь, когда дьякон оканчивал Евангелие словами: «И будет едино стадо и един пастырь», раздался сильный гром, земля дрогнула: царь выступил из церковных дверей и увидал, что городская стена взорвана, бревна и люди летят на высоту; вскоре после этого, когда дьякон читал на ектении молитву о царе и вымолвил слова: «Покорити под нозе его всякого врага и супостата» последовал второй взрыв, сильнее прежнего, множество казанцев виднелось на воздухе, одни перерванные пополам, другие с оторванными руками и ногами.
Тогда русское войско, воскликнув: «С нами Бог!» – пошло на приступ; казанцы встретили его криком: «Магомет! Все помрем за юрт!»
В воротах и на стенах началась страшная сеча. Один из ближних людей вошел в церковь и сказал царю: «Государь! Время тебе ехать; полки ждут тебя». Иоанн отвечал: «Если до конца отслушаем службу, то и совершенную милость от Христа получим». Приехал второй вестник и сказал: «Непременно нужно ехать царю, надобно подкрепить войско». Иоанн вздохнул глубоко, слезы полились из глаз, он начал молиться: «Не остави мене, Господи Боже мой! Не отступи от мене, вонми в помощь мою!» Обедня уже оканчивалась, Иоанн приложился к образу чудотворца Сергия, выпил святой воды, съел кусок просфоры, артоса, принял благословение духовника, сказал духовенству: «Простите меня и благословите пострадать за православие, помогайте нам молитвою!» – вышел из церкви, сел на коня и поскакал к своему полку.
Когда Иоанн подъехал к городу, знамена русские развевались уже на стенах; присутствие царя придало ратникам новые силы; князь Воротынский прислал сказать, что русские люди уже в городе, чтоб царь помог им своим полком; Иоанн велел своему полку спешиться и идти на помощь, потому что на лошадях в городские улицы въехать было нельзя по причине страшной тесноты. Татары оказывали отчаянное сопротивление; несколько часов русские не могли сделать ни шага вперед, наконец им удалось взобраться на крыши домов и оттуда бить неприятеля. Но в эту решительную минуту многие ратники, прельстившись добычею, перестали биться и бросились на грабеж; казанцы начали одолевать остальных. Воеводы дали знать об этом царю, тот послал новую помощь, которая и успела поправить дело.