Уже около пяти недель стояли русские под Казанью, истребив во время вылазок и в городе не менее 10 000 неприятелей, а осада грозила кончиться ещё не скоро. Наступающая осень пугала всех более, нежели трудности осады: все желали скорейшего конца. Видя, что русский огонь не причиняет большого вреда осаждённым, скрывающимся за тарасами, царь велел сделать подкоп под эти тарасы, и как только их взорвут, придвинуть туры к самым воротам Арским и Царёвым. 30 сентября тарасы взлетели на воздух вместе с людьми; брёвнами побило множество народа в городе, остальные обеспамятели от ужаса и долго оставались в бездействии; стрелы перестали летать из Казани. Пользуясь этим временем, воеводы утвердили туры подле Царёвых, Арских и Аталыковых ворот. Наконец казанцы опомнились, выскочили изо всех ворот и с ожесточением напали на русских. В это время Иоанн сам показался у города. Увидав его, русские с новым, удвоенным рвением ударили на неприятеля, схватились с ним в воротах на мостах, у стен, бились копьями и саблями, схватывались за руки. Дым от пушечной и пищальной пальбы покрыл город и сражающихся. Наконец осаждающие одолели, взобрались на стены, заняли Арскую башню, втеснили в самый город. Князь Михаил Воротынский послал сказать Иоанну, что надобно пользоваться удачею и вести общий приступ. Но остальные полки не были приготовлены к этому дню, и, по царскому приказанию, воинов вывели насильно из города. Стены, ворота и мосты были зажжены, а в Арской башне утвердились русские люди. Мосты и стены горели целую ночь, из стен сыпалась земля. Русские воеводы велели своим ратникам на занятых местах заставиться крепкими щитами, а туры засыпать землёю. Татары также работали: ставили против пробитых мест срубы и насыпали их землёю.
На другой день, 1 октября, царь велел наполнить рвы лесом и землёю, устроить мосты и бить из пушек беспрестанно: били весь день и сбили до основания городскую стену. Общий приступ назначен был на следующий день, в воскресенье, 2 октября. Во всех полках ратным людям велено было очистить душу (исповедаться и причаститься) накануне рокового дня. Но прежде решительного приступа царь хотел в последний раз испытать действие мирных переговоров: к городу был отправлен Мурза-Камай с предложением, чтобы казанцы били челом государю; если они отдадутся в его волю и выдадут изменников, то государь простит их. Предложение было отвергнуто. Осаждённые в один голос отвечали: «Не бьём челом! На стенах Русь, на башне Русь — ничего: мы другую стену поставим — и все помрём или отсидимся!» Итак, казанцы сами решили свою участь. Услышав их ожесточённо-отчаянный ответ, Иоанн произнёс: «Премилосердный Боже! Ты видишь моё сердце, что я посылал к ним с предложением мира; они отвергли его и предпочли кровопролитие. А потому да будет эта кровь на них и на детях их!» Решено было взорвать подкопы и всеми силами ударить на город в 3 часа следующего утра. По дорогам царь велел также расставить полки, чтобы не пропускать казанцев, если они вздумают бежать из города.
В ночь с субботы на воскресенье шли приготовления. Из города видели необычайное движение в русском стане, поняли, в чём дело, и тоже готовились к последнему смертному бою.
Занялась заря. Небо было ясное, чистое. Казанцы, готовые к бою, стояли на стенах, русские — в своих укреплениях. Ни с той, ни с другой стороны не стреляли. Время от времени только звучали то там, то сям трубы и бубны, и снова наступала полная тишина. То была тишина томительная, зловещая, словно затишье пред грозой... Царь пред рассветом беседовал наедине со своим духовником, затем стал вооружаться, надевать свой юшмак (доспех), как вдруг ему почудился колокольный звон из Казани. «Слышу, — сказал царь своим приближённым, — звон как будто Симонова монастыря!» Это было принято за доброе предзнаменование. Царь пошёл к заутрене в свою походную церковь. Князь Воротынский уведомил его, что розмысл всё уже приготовил, 48 бочек пороху под город подведено, и мешкать более нельзя ни минуты, потому что из города заметили приготовления. Царь послал возвестить по всем полкам, чтобы все изготовились к бою, отпустил от себя всех воевод по их местам, велел своему полку ждать себя в урочном месте, а сам начал молиться со слезами: «Владыко Христе! Помилуй рабов Твоих. Се пришло время Твоей милости; се время — подай крепость на сопротивных, рабам Твоим, освободи сирых и пленных! Пошли Свою древнюю милость свыше, да разумеют поганые, что Ты — Бог наш, что на Тебя уповая побеждаем! И Ты, о, Пречистая Владычица и Богородица, будь помощница мне и моему воинству! Надеющееся на Тя да не посрамимся в брани Твоими молитвами!»