Последовал ряд кровопролитных битв, в которых обе стороны дрались с большим упорством. Магметкул сначала встретил казаков около урочища, именуемого Бабасаны. Тут казаки вышли на берег и вступили в сражение. Ни конница татарская, ни стрелы, ни копья неприятельские не устояли против мужества казаков и их пищалей. Магметкул бежал назад к засеке под Чувашевой горой. Казаки поплыли далее по Тоболу и дорогой овладели улусом Карачи или главного советника Кучумова, где нашли склады меду и всякого добра, принадлежавшего хану. Достигнув устья Тобола, они сначала уклонились от помянутой засеки, повернули вверх по Иртышу, взяли на его берегу городок мурзы Атика и расположились тут на отдых, обдумывая дальнейший план действия. Большое скопище неприятелей, укрепившихся под Чувашевым, заставило их призадуматься. Собрался казачий крут для решения вопроса: идти ли вперед или воротиться. Некоторые голоса советовали отступить. Но более мужественные и энергичные восстали против такого совета, напоминали данный перед походом клятвенный обет стоять всем за один и скорее пасть до единого человека, чем со срамом бежать назад. При том уже наступала глубокая осень, скоро реки должны были покрыться льдом, и обратное плавание делалось крайне опасным. Нет сомнения, что самым красноречивым и самым решительным противником был Ермак, который сумел ободрить товарищей и вдохнуть в них единодушную решимость победить или умереть. 23 октября рано поутру казаки, помолясь Богу, вышли из городка. При кликах: «с нами Бог!», «Господь помози рабом своим!» они ударили на засеку, и начался самый упорный бой. Неприятели встретили нападающих тучей стрел и многих переранили. Несмотря на отчаянные приступы, казаки не могли одолеть укрепления и начали изнемогать. Тогда татары, считая себя уже победителями, сами в трех местах разломали засеку и сделали вылазку. Но тут в отчаянной рукопашной схватке казаки показали, насколько они крепче неприятелей духом и телом; татары были побеждены и бросились назад: вслед за ними русские ворвались в засеку и водрузили на ней свои знамена. Остяцкие князьки первые покинули поле боя и с своими толпами ушли домой. Царевич Магметкул, раненный, спасся в лодке на другую сторону Иртыша. Кучум с своими мурзами и уланами наблюдал за битвой с вершины горы и приказывал муллам читать молитвы, призывая на помощь Аллаха и Магомета. Увидев бегство всего войска, он и сам поспешил в свою столицу Сибирь; но не остался в ней, ибо уже некому было оборонять ее; а захватив с собой что можно из своего добра, бежал на юг в Ишимские степи. Узнав о бегстве Кучума, 26 октября 1582 года, в день св. Димитрия Солунского, Ермак с казаками вошел в пустой город Сибирь; здесь они нашли ценную добычу, которую разделили между собой, в том числе много золота, серебра, разных тканей и особенно мехов собольих, лисьих и куньих. Спустя несколько дней жители начали возвращаться: первым пришел остяцкий князек со своими людьми и принес Ермаку и его дружине дары и съестные припасы; затем мало-помалу возвращались и татары с женами и детьми.
Итак, после неимоверных трудов и почти баснословных подвигов казаки водрузили русские знамена в столице Сибирского царства. Хотя огнестрельное оружие и давало им сильное преимущество перед туземными народцами, однако при оценке их подвига нужно иметь в виду, что на стороне врагов было огромное численное превосходство: по словам летописей русские воины имели против себя будто бы в 20 и даже в 30 раз большее количество неприятелей. Только необычайная крепость духа и тела помогли казакам одолеть столько врагов. А эти дальние походы по незнакомым рекам и странам при всех переменах сурового северного климата показывают, до какой степени Ермак и его товарищи были людьми бывалыми, закаленными в лишениях, привычными к такого рода трудам и к борьбе с северной природой.