На рассвете 21 мая русские корабли подошли к Казани. Татары, застигнутые врасплох, не смогли отстоять посады, которые были выжжены московскими воинами. Опасаясь ответного нападения собиравшегося к Казани неприятельского войска, русская рать в полном порядке отступила вверх по Волге, став лагерем на Коровничем острове. По-видимому, И. Д. Руно хотел дождаться подхода Устюжского отряда, а возможно и вятчан, которым был послан призыв великого князя помочь его полкам под Казанью. Но договор о нейтралитете с Казанью и реальная угроза прекращения доставки хлеба в их край вынудили жителей Вятки остаться в стороне от шедшей на Волге войны. Более того, татары от своих наместников в Хлынове были подробно проинформированы о походе войска князя Даниила Васильевича Ярославского. Не дожидаясь соединения русских отрядов, противник решился напасть на Коровничий остров. Но неожиданного нападения не получилось. Бежавший из Казани русский пленник предупредил воевод о готовящейся атаке. Она была отбита, но Руно, опасавшийся новых нападений, перенес лагерь в более безопасное место — на Ирыхов остров. Однако имевшиеся у русской рати запасы продовольствия подошли к концу и из Нижнего Новгорода К. А. Беззубцев начал отводить полки к своей границе.
Узнав об отходе русских, хан Ибрагим послал в погоню за ними речную флотилию и большое конное войско. 23 июля 1469 г. (дата битвы установлена Н. С. Борисовым) произошло самое крупное сражение всего этого похода. Два войска вновь встретились у Звеничева Бора, но на этот раз противники бились не на земле, а на волжских волнах. Неоднократно русские насады и ушкуи обращали казанские корабли в бегство, но каждый раз татарские ладьи, прикрывшиеся конными стрелками с левого берега реки, быстро перестраивались и возобновляли свои нападения. Исход битвы остался неопределенным, но русскому войску удалось выйти из боя и без больших потерь вернуться в Нижний Новгород.
Менее удачно завершился поход Устюжского войска князя Д. В. Ярославского. К середине июля его насады еще были на Каме. В устье этой реки татары преградили русской флотилии дальнейший путь, поставив поперек Волги свои связанные корабли («Волгу судами заставили»). Произошел настоящий абордажный бой, в ходе которого русское войско потеряло 430 человек, то есть почти половину от своего первоначального числа. Среди павших был и воевода Д. В. Ярославский, в плену оказались Тимофей (Юрло) Михайлович Плещеев «со многими товарищы». Остатки русского войска, которое теперь вел князь Василий Ухтомский «скрозе рать тотарскую пробились» и ушли вверх по Волге мимо Казани к Нижнему Новгороду.
На этот раз пауза в военных действиях была непродолжительной — длилась она не более трех недель. В августе 1469 г. Иван III принял решение двинуть на Казань не только остатки Нижегородской и Устюжской ратей, но и свои лучшие войска, поставив во главе огромной армии своего брата князя Юрия Васильевича Дмитровского. В составе этой рати находились отряды и другого брата великого князя Андрея Васильевича. 1 сентября русские полки были уже у стен Казани. Попытка казанцев контратаковать была отбита и город был окружен. Вскоре русским воинам удалось перекрыть осажденным доступ к воде. Устрашенные русской силой татары поспешили начать мирные переговоры. По летописному свидетельству хан Ибрагим «видя себя в велице беде и начатъ посылати к князю Юрью, и добиша челом на всей воли великого князя». Главным пунктом заключенного соглашения стало согласие казанского «царя» выдать Москве «полон за 40 лет» — почти всех находившихся в Казани русских рабов.
Военные действия возобновились лишь через 8 лет, осенью 1477 г. Нарушить прежнее мирное соглашение хана Ибрагима побудило полученное им ложное сообщение о разгроме войска Ивана III новгородцами. На этот раз яблоком раздора стала Вятская земля, в которой, пользуясь московско-новгородской войной, решили утвердиться татары. По лаконичной летописной записи: «Тоя же зимы казанской царь повоевал Вятку, преступив роту и грады даша за него. А посек и полону поимал много». Казанское войско пыталось пробиться и к Устюгу, но неудачно — «Молома река была водяна, нелзе идти; и он шед един день, да воротился». Ответные нападения русских отрядов и, прежде всего, состоявшийся летом 1478 г. поход на Казань судовой рати под командованием князя С. И. Хрипуна Ряполовского и В. Ф. Образца Симского, вынудили хана возобновить мирное соглашение 1469 г.