3 июля Иоанн выехал из Коломны с двоюродным братом, князем Владимиром Андреевичем; во Владимире получил он приятную весть из Свияжска, что цинга там прекратилась; в Муроме получил другую радостную весть, что воеводы, князь Микулинский и боярин Данила Романович, ходили на горных людей и разбили их, вследствие чего горные люди по Свияге-реке вниз и по Волге снова присягнули государю. 20 июля царь выступил из Мурома, шел частым лесом и чистым полем, и везде войско находило обильную пищу: было много всякого овощу, лоси, по словам летописца, как будто бы сами приходили на убой, в реках множество рыбы, в лесу множество птиц.
Черемисы и мордва, испуганные походом многочисленного войска, приходили к царю, отдаваясь в его волю, и приносили хлеб, мед, мясо; что дарили, что продавали, кроме того, мосты на реках делали. На реке Суре встретили государя посланцы от свияжских воевод и горных людей и объявили, что ходили бояре князь Петр Иванович Шуйский и Данила Романович на остальных горных людей и теперь уже все горные люди добили челом и приложились к Свияжскому городу.
Иоанн позвал на обед посланцев от горных людей, объявил, что прощает их народу прежнюю измену, и приказал мостить мосты по рекам и чистить тесные места по дороге. За Сурою соединился государь с воеводами, шедшими через Рязань и Мещеру, и 13 августа достиг Свияжска, куда воеводы пришли, как в свой дом, из долгого и трудного пути: дичь, рыба и черемисский хлеб им очень наскучили, а в Свияжске почти каждого из них ожидали домашние запасы, привезенные на судах, кроме того, множество купцов наехало сюда с разными товарами, так что можно было все достать. Ставши под городом на лугу в шатре, царь советовался с князем Владимиром Андреевичем, с царем Шиг-Алеем, с боярами и воеводами, как ему, государю, своим делом промышлять, и приговорил идти к Казани не мешкая, а к казанцам послать грамоты, что если захотят без крови бить челом государю, то государь их пожалует. Шиг-Алей должен был писать к родственнику своему, новому казанскому царю Едигеру, чтоб выехал из города к государю, не опасаясь ничего, и государь его пожалует; сам Иоанн послал грамоты к главному мулле и всей земле Казанской, чтоб били челом, и он их простит.
16 августа войска начали уже перевозиться чрез Волгу и становиться на Казанской стороне, 18 – сам царь переправился за Волгу, 20 – за Казанку и здесь получил ответ от Едигера: в нем заключалось ругательство на христианство, на Иоанна, на Шиг-Алея и вызов на брань. Иоанн велел вынимать из судов пушки и все устраивать, как идти к городу; тут приехал к нему служить Камаймурза с семью казаками и рассказывал, что их поехало человек с двести служить государю, но казанцы, узнав об этом, почти всех перехватали; про Казань рассказывал, что царь Едигер и вельможи бить челом государю не хотят и всю землю на лихо наводят, запасов в городе много, остальное войско, которое не в городе, собрано под начальством князя Япанчи в Арской засеке, чтоб не пропускать русских людей на Арское поле.
Царь созвал совет, рассказал Камаевы речи и рассуждал, как идти к городу. Приговорили: самому государю и князю Владимиру Андреевичу стать на Царском лугу, царю Шиг-Алею – за Булаком; на Арском поле стать большому полку, передовому и удельной дружине князя Владимира Андреевича; правой руке с казаками – за Казанкою; сторожевому полку -на устье Булака, а левой руке – выше его. Приказано было, чтоб во всей рати приготовили на 10 человек туру да чтоб всякий человек приготовил по бревну на тын; приказано было также настрого, чтоб без царского повеления, а в полках без воеводского повеления никто не смел бросаться к городу. 23 августа полки заняли назначенные им места; как вышел царь на луг против города, то велел развернуть свое знамя: на знамени был нерукотворенный образ, а наверху – крест, который был у великого князя Димитрия на Дону; когда отслужили молебен, царь подозвал князя Владимира Андреевича, бояр, воевод, ратных людей своего полка и говорил им: „Приспело время нашему подвигу! Потщитесь единодушно пострадать за благочестие, за святые церкви, за православную веру христианскую, за единородную нашу братию, православных христиан, терпящих долгий плен, страдающих от этих безбожных казанцев; вспомним слово Христово, что нет ничего больше, как полагать души за други свои; припадем чистыми сердцами к создателю нашему Христу, попросим у него избавления бедным христианам, да не предаст нас в руки врагам нашим. Не пощадите голов своих за благочестие; если умрем, то не смерть это, а жизнь; если не теперь умрем, то умрем же после, а от этих безбожных как вперед избавимся? Я с вами сам пришел: лучше мне здесь умереть, нежели жить и видеть за свои грехи Христа хулимого и порученных мне от Бога христиан, мучимых от безбожных казанцев! Если милосердый Бог милость свою нам пошлет, подаст помощь, то я рад вас жаловать великим жалованьем; а кому случится до смерти пострадать, рад я жен и детей их вечно жаловать".
Князь Владимир Андреевич отвечал: „Видим тебя, государь, тверда в истинном законе, за православие себя не щадящего и нас на то утверждающего, и потому должны мы все единодушно помереть с безбожными этими агарянами. Дерзай, царь, на дела, за которыми пришел! Да сбудется на тебе Христово слово: всяк просяй приемлет и толкущему отверзется". Тогда Иоанн, взглянув на образ Иисусов, сказал громким голосом, чтоб все слышали: „Владыко! О твоем имени движемся!"
150 000 войска со 150 пушками обложили Казань, защищенную только деревянными стенами, но за этими стенами скрывалось 30 000 отборного войска. 23 же числа начались сшибки с осажденными; при этих сшибках, обыкновенно удачных для русского войска, особенно удивлялись небывалому порядку: бились только те, которым было приказано; из других полков никто не смел двинуться.
В самом начале осады твердость Иоанна выдержала сильное испытание: страшная буря сломила шатры, и в том числе царский, на Волге разбило много судов, много запасов погибло; войско уныло, но не унывал царь: он послал приказ двинуть новые запасы из Свияжска, из Москвы, объявляя твердое намерение зимовать под Казанью; ездил днем и ночью кругом города, рассматривая места, где удобнее делать укрепления.
Осадные работы шли безостановочно: ставили туры, снабжали их пушками; где нельзя было ставить тур, там ставили тын, так что Казань со всех сторон была окружена русскими укреплениями: ни в город, ни из города не могла пройти весть.
Казанцы беспрестанно делали вылазки, бились отчаянно с защитниками тур, бились, схватываясь за руки, но были постоянно втаптываемы в город. От беспрерывной пальбы по городу гибло в нем много людей; стрельцы и казаки, закопавшись во рвах перед турами, также не давали казанцам входить на стены, снимали их оттуда меткими выстрелами. Но скоро внимание осаждающих было развлечено: из леса на Арское поле высыпал неприятель многочисленными толпами, напал на русские полки и, хотя был отражен с уроном, однако не меньший урон был и на стороне осаждающих; пленники объявили, что это приходит князь Япанча из засеки, о которой говорил прежде Камай-мурза. После этого Япанча не давал покоя русским: явится на самой высокой городской башне большое знамя, и вот Япанча по этому условному знаку нападает на русских из лесу, а казанцы изо всех ворот бросаются на их укрепления.
Войско истомилось от беспрестанных вылазок из города, от наездов из лесу и от скудости в пище: съестные припасы вздорожали, но и сухого хлеба ратнику было некогда поесть досыта; кроме того, почти все ночи он должен был проводить без сна, охраняя пушки, жизнь и честь свою. Для истребления лесных наездников отправились 30 августа князья Александр Борисович Горбатый и Петр Семенович Серебряный; войско Япанчи, конное и пешее, высыпало к ним навстречу из лесу и потерпело решительное поражение; победители преследовали его на расстоянии 15 верст, потом собрались и очистили лес, в котором скрывались беглецы; 340 человек пленных было приведено к Иоанну. Он послал одного из них в Казань с грамотами, писал, чтоб казанцы били челом, и он их пожалует; если же не станут бить челом, то велит умертвить всех пленников; казанцы не дали ответа, и пленники были умерщвлены перед городом.