В конце 1547 г. царь Иван IV решил лично возглавить поход против казанских татар. В декабре он выехал во Владимир, приказав везти туда за собой пушки. Они был отправлены туда уже в начале января 1548 г., несмотря на большие трудности, так как зима в тот год выдалась теплая, снега не было, все время шли дожди, и лед, по которому двигались войска и везли пушки, был очень слабым. В феврале Иван IV выступил из Нижнего Новгорода и остановился на острове Роботка. Наступила сильная оттепель, лед на Волге покрылся водой, много пушек и пищалей провалилось под лед, потонуло много людей. Три дня царь Иван простоял на Роботке в ожидании заморозков, но их не было. Иван Васильевич вынужден был возвратиться в Москву, сильно расстроенный сорвавшимся походом.
Осенью 1548 г. казанцы под начальством Арака-Богатыря напали на Галицкую волость. Тут отличился костромской наместник Захарий Петрович Захарьин-Яковлев, внук Якова Захарьевича Кошкина, разбивший татар наголову и лично убивший Арака.
В марте 1549 г. хан Сафа Гирей, которому было всего 42 года, скоропостижно скончался. Видимо, он был отравлен приближенными. Со смертью хана возникли серьезные проблемы с престолонаследием. У Сафа Гирея осталось несколько сыновей. Два взрослых царевича, Мубарек и Булюк, находились в Крыму при дворе хана Сагиб Гирея. Еще один взрослый царевич — Гази — был сыном русской наложницы и поэтому не имел права на ханский престол. Младший, Утя-мыш, был еще слишком мал, он родился в 1546 г.
Казанцы предложили престол царевичу Булюку, но хан Сагиб Гирей не согласился его отпустить и даже заключил под стражу. Сагиб Гирей сообщил в Стамбул о предложении казанцев и просил султана Сулеймана назначить ханом в Казань жившего тогда при дворе султана Девлет Гирея, сына Мубарека Гирея и внука Менгли Гирея. Сагиб Гирей боялся Девлета и хотел убить его, когда тот будет проезжать через Крым в Казань. Эта хитрость Сагиба стала одной из причин его собственной гибели. Султан Сулейман уже давно «имел зуб» на хана Сагиба и хотел его свергнуть. Он для виду назначил Девлета казанским ханом, а на самом деле определил его на крымский престол. Девлет прибыл в Крым, сверг и убил хана Сагиба Гирея. Но все это произойдет только в 1551 г.
В Казани же, в том же 1549 г., как только выяснилось, что царевич Булюк не приедет, ханом был провозглашен сын царицы Сююмбике трехлетний Утямыш. Царицу объявили регентшей. Новое правительство по-прежнему состояло из крымских татар. Главой правительства стал оглан Кучак (Кощак) — начальник крымского гарнизона, составлявшего ханскую гвардию при хане Сафа Гирее.
В июле 1549 г. казанцы прислали царю Ивану грамоту, где писали от имени хана Утямыш Гирея о мире. Царь ответил казанцам, чтобы прислали для переговоров «добрых людей». Но «добрые люди» так и не прибыли, и тогда 24 ноября царь Иван с братом Юрием выступил в поход на Казань, а в Москве за себя оставил двоюродного брата Владимира Андреевича.
В Нижнем Новгороде к московскому войску присоединились касимовские татары царя Шах-Али. Общая численность войска, по татарским источникам, достигала 130 тысяч человек.
23 января 1550 г. войско двинулось к Казани двумя колоннами: одна — по льду Волги, вторая — по ее правому берегу. По льду шла и осадная артиллерия. На специальных санях везли огромные пушки. Булгарская летопись утверждает, что орудия могли стрелять ядрами диаметром по колено и по пояс взрослому человеку.
Когда первая колонна добралась до Казанского иля [222], на нее напал четырехтысячный отряд казанского сотника Мамыш-Бирде, который прикрывал подходы к Казани с севера, со стороны Нижнего Новгорода. В ходе ожесточенного сражения русские войска понесли большие потери. Часть пушек ушла под лед. Несмотря на это, колонна продолжала путь.
Между 12 и 14 февраля 1550 г. эта колонна русских войск подошла к Казани. Походный шатер царя Ивана Васильевича установили на берегу озера Кабан (Поганого). Войска под командованием князя Вельского и царя Шах-Али расположились на Арском поле. Состоявший на русской службе астраханский царевич Ядгар (в русских летописях — Едигер) со своими отрядами занял позиции на правом берегу реки Казанки на Козьем лугу. Одну из больших пушек установили недалеко от места впадения реки Булак в Казанку, а другую — напротив Арской стены посада. И в тот же день начался сильный обстрел города.
После артиллерийской подготовки русские войска пошли на штурм посада. Почти одновременно сто тысяч воинов полезли на Булакскую (западную) и Арскую (восточную) стены.
Самые кровопролитные и ожесточенные бои развернулись у Больших тарас Булакской стены и у Арских ворот. Погибли сын Сафа Гирея Гази и крымский посол Арслан Челеби. Часть стены у Арских ворот была разрушена, и в образовавшуюся брешь устремились русские воины. Не выдержав напора штурмующих, крымские татары оставили часть Арской стены, что привело к панике в городе.