В ночь на 28 июля 1572 г., прорвавшаяся через окский рубеж, армия Девлет-Гирея по серпуховской дороге двинулась к Москве. В этот роковой час самым решительным образом действовал М. И. Воротынский. Находившийся под его командованием Большой полк, оставив позиции на «берегу» под Серпуховом, пошел к Москве, вслед за крымской армией, отрезая ей пути отступления. С флангов от Калуги, наперерез татарам шли Передовой полк А. П. Хованского и Д. И. Хворостинина, от Каширы — Сторожевой полк И. П. Шуйского и В. И. Умного-Колычева.
30 июля на реке Пахре у деревни Молоди, в 45 верстах от Москвы, Передовой полк А. П. Хованского и Д. И. Хворостинина настиг арьергардные отряды армии Девлет-Гирея и, атаковав, разгромил их. Встревоженный ударом русской конницы, крымский хан остановил наступление и начал отвод своих войск из-за Пахры. Пока же он направил против войск Хованского и Хворостинина находившийся при нем 12-тысячный отряд, вступивший в сражение с русскими дворянскими сотнями. Умело маневрирующий Передовой полк, отступая, подвел противника под удар подошедшего к месту боев Большого полка, укрепившего свои позиции спешно поставленным «гуляй-городом». Начавшись небольшими стычками, столкновение у Молодей перерастало в большое сражение, от исхода которого зависела судьба всей войны.
Под прикрытием ружейного и артиллерийского огня засевших в «гуляй-городе» стрельцов и немецких наемников, дворянские конные сотни контратаковали татар, затем снова отходили за линию щитовых укреплений, и вновь устремлялись на врага. Во время одной из атак суздальский сын боярский Иван Шибаев сын Алалыкин пленил видного татарского военачальника Дивея-мурзу, неосторожно приблизившегося к русским позициям. Тогда же погиб ногайский мурза Теребердей. Вскоре сражение начало стихать, возобновившись через два дня, в течение которых происходили короткие столкновения конных разъездов. Получив известие о шедших к русским воеводам подкреплениях, Девлет-Гирей решил использовать последний шанс и повел свои войска в решительную атаку. 2 августа крымская армия штурмовала «гуляй-город», стремясь разгромить русских и отбить Дивея-мурзу. Во время ожесточенного сражения под стенами деревянной крепости Большой полк под командованием М. И. Воротынского смог обойти неприятельскую армию, нанеся мощный удар с тыла. Одновременно противник был атакован находившимися в «гуляй-городе» отрядами русской и наемной немецкой пехоты, оставшимися там под командованием князя Дмитрия Ивановича Хворостинина.
Не выдержав двойного удара русских войск, татары отступили, понеся в последних боях колоссальные потери. Среди погибших оказались сыновья хана Девлет-Гирея; при штурме «гуляй-города» полегла турецкая янычарская пехота. В ночь на 3 августа крымская армия поспешно отступила на юг, преследуемая русскими отрядами. Стараясь оторваться от погони, Девлет-Гирей выставил несколько заслонов, которые были уничтожены русскими. Из огромной армии, перешедшей в июле 1572 г. русскую границу, в Крым вернулось около 20 тыс. человек.
Успех сопутствовал русским войскам и на других фронтах. В 1573 г. волжскими казаками был разгромлен город Сарайчик — столица Большой Ногайской орды. Против восставших в Казанской земле марийцев Луговой и Горной стороны царь направил войско князя Никиты Романовича Одоевского и князя Ивана Петровича Охлябинина, нанесшее ряд тяжелых поражений мятежникам. Новый поход в Поволжье планировался осенью 1573 г., однако, узнав о сосредоточении в Муроме крупных русских сил, черемисы прислали туда с повинной своих представителей, и поход был отменен. Капитуляция была принята с условием постройки на марийской территории новой крепости — «Царева города» на Волге между устьями рек Большой и Малой Кокшаги (Царевококшайска). Строительство деревянной крепости здесь началось в апреле 1574 г.
Победа при Молодях и возникшая вскоре война между Османской империей и Персией на время приостановили крымскую и турецкую агрессию. Русскую границу продолжали тревожить лишь небольшие татарские набеги. Такие нападения произошли и в 1573, и в 1574 гг. Совершены они были исключительно с грабительскими целями. По своим масштабам эти набеги не шли ни в какое сравнение с нападениями прошлых лет.