В войне против Москвы принимали участие ногаи, подущаемые турецким султаном, который никак не мог равнодушно сносить того, что магометанские владения достаются христианам, и потому хотел, чтобы все ближайшие к Москве магометанские народы постоянно враждовали против неё. Но, к счастью, для Московского государства, эти народы не были способны к такому дружному и постоянному действию. Ногайские князья ссорились между собою, и стоило одному из них вооружиться против Москвы, как другой, враждебный ему князь начинал заискивать расположения Московского государя. Один ногайский князь, Юсуф (отец Сююнбеки), был врагом Москвы, другой, Измаилью — её союзником. Этот последний ещё до взятия Казани предлагал Иоанну овладеть Астраханью[51], выгнать оттуда Ямгурчея и на его место посадить Дербыша, ещё прежде выгнанного из Астрахани и жившего теперь в России; после взятия Казани это предложение возобновилось. В октябре 1553 года пришли к Иоанну послы от ногаев, от мурзы Измаила и от других мурз с челобитьем, чтобы царь и великий князь оборонил их от астраханского царя Ямгурчея, послал на него свою рать и посадил в Астрахани на его месте Дербыша, а Измаил и другие мурзы будут исполнять государеву волю. Царь велел Адашеву расспросить хорошенько ногайских послов, чего они хотят, и уговориться, как действовать вместе с ними против Астрахани. Уговорились, что царь пошлёт к Астрахани воевод Волгою на судах с пушками, а Измаил будет помогать им сухим путём. Решившись овладеть Астраханью, царь, по словам летописи, имел в виду не более, как возвращение себе древнего достояния своих предков, своего древнего отечества. Когда Владимир Святой делил волости детям своим, то эту Астрахань отдал сыну своему Мстиславу. Здесь был построен храм Пречистые; здесь владели многие государи христианские, потомки св. Владимира, сродники царя Иоанна Васильевича; а потом, вследствие междуусобных браней русских государей, Астрахань перешла в руки царей ордынских.
Весною 1554 года, как прошёл лёд, 70 000 русского войска, под начальством князя Юрия Ивановича Пронского-Шемякина, поплыли Волгою под Астрахань; туда же отправились вятские служилые люди, под начальством князя Александра Вяземского. 29 августа, когда царь, по обычаю, праздновал в селе Коломенском день своего ангела с духовенством и боярами, от князя Пронского прискакал гонец с вестью о взятии Астрахани. Русские заняли Астрахань без малейшего сопротивления, потому что защитники её побежали при первом виде врага. Ямгурчей ускакал к Азову, отпустив жён и детей на судах к морю. Царицы с царевичами и царевнами были перехвачены, но царя тщетно искали по всем дорогам. 7 июля настигнуты были толпы астраханцев, спасавшихся бегством: часть их была побита, другие взяты в плен, причём освобождено было много русских невольников. Посадив на престол астраханский Дербыш-Алея, Пронский обязал его клятвою давать московскому государю каждый год по 40 000 алтын да по 3000 рыб; рыболовам русским царским ловить рыбу в Волге от Казани до Астрахани и до самого моря безданно и безъявочно. Если умрёт царь Дербыш-Алей, то астраханцы не должны тогда искать себе другого царя, а должны бить челом государю: кого им государь на Астрахань пожалует, тот и будет им люб.
Осенью 1555 года Измаил прислал в Москву послов с жалобою на царя Дербыша, что он изменяет царю и великому князю и наделал много дурного ногаям: чтоб государь их от Дербыша оборонил и взял Астрахань в своё полное владение, как Казань. В марте следующего года Измаил опять дал знать в Москву, что Дербыш изменил окончательно, соединившись с крымским ханом и с враждебными России ногаями. Через несколько дней пришла весть об измене Дербыша и от Мансурова, отправленного послом в Астрахань. Немедленно отправлены были к Астрахани сухопутьем 500 казаков с атаманом Лявуком Филимоновым и Волгою стрельцы с своими головами Черемисиновым и Тетериным, казаки с атаманом Колупаевым и вятчане с головою Писемским. Атаман Ляпун Филимонов опередил их, напал на Дербыша, побил у него много людей и много взял в плен. В конце сентября, когда царь, по обыкновению, был у Троицы для празднования дня св. Сергия (25 числа), пришло донесение от Черемисинова, что, приехав в Астрахань, он нашёл город пустым: царь и люди выбежали, разогнанные атаманом Ляпуном. Дербыш побежал к Азову и не возвращался более. Астрахань была окончательно присоединена к Москве. Таким образом, устья Волги окончательно закрепились за Московским государством. Из астраханского кремля московский стрелецкий голова легко наблюдал за ногаями, которые просили только позволения кочевать безопасно под Астраханью, ловить рыбу на Волге и торговать беспрепятственно. Усобицы, не прекращавшиеся между кочевниками, ручались и за будущую безопасность этих застепных русских владений.