Зимний поход 1549/50 г. готовился более основательно. Полки собирались во Владимире, Суздале, Шуе, Муроме, Костроме, Ярославле, Ростове и Юрьеве. 20 декабря из Владимира в Нижний Новгород кратчайшей дорогой с осадной артиллерией отправились воеводы Василий Михайлович Юрьев и Федор Михайлович Нагой. В поход войско провожали специально прибывшие во Владимир митрополит Макарий и Крутицкий владыка Сава. В послании митрополита есть чрезвычайно важный призыв, адресованный воеводам и детям боярским: идти в поход «без мест». Получив благословение митрополита, царь во главе собранных полков выступил «на свое дело и на земское» к Нижнему Новгороду, откуда 23 января 1550 г. русское войско вниз по Волге направилось в татарскую землю.
Под Казань полки пришли 12 февраля и начали готовиться к осаде хорошо укрепленной крепости. Однако погодные условия вновь оказались не на русской стороне. По свидетельству летописцев наступило «в то время аерное нестроение, ветры силние, и дожди великие, и мокрота немерная; и из пушек и ис пищалей стреляти не мощно, и к городу приступати не възможно за мокротою. Царь и великий князь стоял у города 11 ден, а дожди по вся дни быша и теплота и мокрота великие; речкы малые попортило, а иные многие прошли, а приступати к городу за мокротою не угодно. И царь великий князь, видев такое нестроение, пошол от града Казани прочь во вторник <…> февраля 25».
Основная причина неудачных походов 1547–1550-х гг. скрывалась в невозможности наладить правильное снабжение войск, вынужденных действовать на вражеской территории, вдали от своих городов. С целью исправления положения дел было решено в будущем 1551 году в устье реки Свияги, на Круглой горе, «промеж Щучья озера и Свияги-реки» (в 20 верстах от Казани) построить новую крепость. Превратив ее в крупную базу, русские войска могли контролировать все правобережье («Горную сторону») Волги и ближние подступы к Казани. Основной набор стен и башен, а также жилых помещений и двух храмов будущей русской твердыни зимой 1550/51 г. заготовили на Верхней Волге в Углицком уезде в вотчине князей Ушатых. Надзирал за ее строительством государев дьяк Иван Григорьевич Выродков, которому предстояло не только изготовить крепость, но затем, в разобранном виде, доставить ее к устью Свияги. Эту сложнейшую инженерную операцию сопровождал целый ряд мероприятий, призванных изменить ход военных действий против волжских татар.
Главная роль в акции прикрытия фортификационных работ на Круглой горе отводилась рейду князя Петра Семеновича Серебряного, получившему весной 1551 г. приказ идти с полками «изгоном на казаньской посад». Одновременно с этим Вятская рать Бахтеара Зюзина и волжские казаки должны были занять все перевозы по основным транспортным артериям ханства: Волге, Каме и Вятке. На помощь Б. Зюзину из Мещеры выслали 2500 пеших казаков во главе с атаманами Севергой и Елкой. Им предстояло пройти «Полем» к Волге и «суды поделать да поити вверх по Волге воевати казаньскых мест». Дальнейшая хроника этой войны упоминает атамана Севергу с связи с его действиями на Вятке в составе рати воеводы Б. Зюзиным, что свидетельствует о благополучном завершении казачьего похода из Мещеры на Волгу. Другие отряды служилых казаков действовали в Нижнем Поволжье. На них жаловался царю Ивану IV нурадин Ногайской орды Измаил, писавший, что его казаки «у Волги оба берега отняли и волю у нас отняли и наши улусы воюют».
Войско князя П. С. Серебряного выступило из Нижнего Новгорода на Казань 16 мая 1551 г. и уже 18 мая было под стенами города. Нападение русского войска оказалась для татар полной неожиданностью. Воинам князя Серебряного удалось ворваться в посад и, пользуясь внезапностью своей атаки, нанести противнику ощутимый урон. Однако казанцам удалось перехватить инициативу и потеснить русских, вынужденных отступить к своим кораблям. Во это время были окружены и взяты в плен 50 стрельцов вместе со стрелецким сотником Афанасием Скоблевым.
Отступив от Казани, войско князя Серебряного встало лагерем на реке Свияге, дожидаясь прибытия туда армии Шах-Али и доставки основных конструкций будущей крепости. Огромный речной караван вышел в путь в апреле, а подошел к Круглой горе только в конце мая 1551 г.
В апреле из Рязани «на Поле» двинулось войско воевод Михаила Ивановича Вороного и Григория Ивановича Филиппова-Наумова. Перед ними была поставлена задача прервать сообщение Казани с Крымом: «нечто пойдут ис Казани казанские люди в Крым по царевича или как царевич ис Крыму или крымские люди пойдут в Казань, и им над ними дела царева и великого князя беречи».
Активность русских войск ошеломила казанцев и отвлекла их внимание от начатого 24 мая строительства на Свияге.