Окружённая со всех сторон Казань могла долго выдерживать осаду, да и её защитники часто делали вылазки за стены, мешая возводить осадные башни (туры) и подкопы. Но численный перевес был на стороне русского войска, и в течение всего сентября инженеры окружили стены города окопами и медленно двигавшимися к стенам турами. Постоянно обстреливая город из пушек, Иван несколько раз предлагал казанцам сдаться, но получал отказ. Даже когда несколько подкопов дошли до стен кремля и инженеры через них смогли подорвать часть городских стен, сопротивление не ослабевало. Русское войско впервые с древних времён участвовало в такой крупной военной кампании за пределами своих земель, и среди воинов и стрельцов желание в очередной раз штурмовать Казань постепенно пропадало. Но 2 октября удалось через очередной подкоп пробраться в город. Казанское ханство пало.
Иван IV торжественно принял из рук митрополита Макария Казанский венец. Русское царство получало контроль над Поволжьем. Государь тут же начал проводить политику кнута и пряника на завоёванных землях – желающих служить татарских мурз и воинов охотно брали ко двору в столицу и наделяли землями, а вот всех недовольных либо расселяли по разным частям страны, либо насильно крестили, чтобы побыстрее «переварить» казанские владения. Для этого даже был отдельный Казанский приказ.
Крымский хан Девлет-Гирей лишился важного союзника и теперь решил держаться за Астраханское ханство у Каспийского моря. Но в отличие от казанцев, астраханские татары были куда слабее и разрозненнее. Уже в 1554 году навстречу местному хану Ямгурчею вышел русский отряд, который астраханцы приняли за часть огромного русского войска, которое вот-вот явится. Ямгурчей перепугался и поспешил покинуть Астрахань, русские заняли город без боя, а на ханский трон был посажен лояльный Москве Дервиш-Али. Но вскоре его к себе переманили крымские татары, и Астрахань разорвала отношения с царём. Посланное в ханство войско быстро разбило местных и в 1556 году опять почти без боя заняло город. Астраханское ханство тоже вошло в состав Русского царства.
А в это время: в немецком городе Аугсбург католики и протестанты делают перерыв в войне против друг друга и устанавливают религиозный мир. Вводится простое правило: «чья страна, того и вера» – если правитель католик, то страну считают католической и наоборот. Решение временное, но важное.
Теперь Иван IV контролировал вообще всю Волгу, крупнейшую реку Европы. Через неё можно было торговать с арабскими и азиатскими странами и народами. Границы России вышли к Кавказу и Сибири, и многие народы Поволжья решили добровольно перейти на службу к русскому царю – башкиры, марийцы, удмурты и чуваши. Этот эффект домино увеличил территорию страны вдвое, а царь Иван Васильевич сделал настоящее завоевательное комбо.
Военные успехи стремительно подняли авторитет царя не только в глазах соседей, но и внутри страны. Бояре не решались интриговать и чудить, пока Иван держал удачу за хвост. Начатая в конце 40-х гг. земская реформа была завершена, и царь вообще отменил кормления – теперь на содержание наместников в казне отводили специальную сумму, которую пополняли из специального налога. Эта и другие реформы Избранной рады, которые описаны выше, приблизили Россию к счастливому будущему, о котором мечтало близкое окружение Ивана. Казалось, что дальше будет только лучше, но произошли два события, разрушившие все планы и надежды. Правда, на тот момент было ещё непонятно, какой эффект бабочки они запустят.