5. Полк левой руки. В его составе, кроме русских, были 10 тысяч астраханских татар под предводительством царевича Кайбулы. Полк занял позицию на левом берегу Булака, между зданием главного корпуса современного педагогического университета и улицей Чернышевского.
6. Сторожевой полк. В его составе, кроме русских, были 10 тысяч астраханских татар под командованием царевича Дервиш-Али. Полком командовали боярин Василий Серебряный и воевода Семен Васильевич Шереметов. Полк занял позицию недалеко от устья Булака.
7. Ертоульский полк. Это был полк конной разведки. В его составе, кроме русских, были 5 тысяч черкесов. Полком командовали князья Юрий Иванович Шемякин-Пронский и Федор Иванович Троекуров. Первоначально полк располагался на левом берегу Булака, недалеко от озера Кабан.
В конце августа полк разделился: одна часть осталась на прежних позициях, а другая была перемещена в район современной улицы Поддужной, т. е. на левый берег р. Казанки.
8. Отдельный отряд Головина. Отряд Михаила Петровича Головина расположился на Федоровском бугре (Старое городище)».
Вокруг Казани были построены многочисленные редуты (А.М. Курбский пишет о шанцах). Там было установлено не менее 150 осадных орудий, среди которых огромные пушки «Змей», «Лев», «Дракон», «Гриф», «Свистун», «Сокол» и др., а также мортиры. Курбский писал, что расстояние между пушками по фронту составляло полторы сажени (3,2 м) — так их было много. Наряду с русскими поляков — Войчек, Ганус, Клаус, Станислав, Ян, Кристоп и др. Пушки стреляли железными, а чаще каменными ядрами, а мортиры — бомбами или тоже каменными ядрами.
По словам Курбского, русская осадная артиллерия в основном подавила огонь крепостных орудий, но татары продолжали вести интенсивный огонь из ручного оружия и мортир.
31 августа русская артиллерия разбила башню у Арских ворот. Русские воеводы решили рядом с разбитой башней построить высокую деревянную башню для поражения внутренней части крепости. Всего за одну ночь русские построили эту башню, высота ее достигала 13 метров. На башне в три яруса разместили 10 пушек и 50 затынных пищалей.
Пока русские воеводы и «немчины» инженеры занимались осадными работами, царь надумал чисто азиатским способом устрашить людей. Как писал А.М. Курбский: «Когда же к царю привели связанных пленников, то он повелел вывести их перед шанцами, привязать к кольям и заставить их умолять оставшихся в городе о том, чтобы они сдали Казань христианскому царю, а кроме того, и наши ездили и обещали казанцам в случае сдачи города жизнь и свободу, как этим привязанным пленникам, так и всем остальным от имени нашего царя. Казанцы, тихо выслушав эти слова, начали стрелять со стен города, причем не столько по нашему войску, сколько по своим пленникам».
Замечу, что в XX веке советские «киношники» исказили этот эпизод, приписав эту затею Андрею Курбскому. Профессор же Мифтахов пишет: «Царь приказал всех пленных привязать к кольям перед укреплениями, чтобы они умоляли казанцев сдаться. Одновременно к посадской стене со стороны Арского поля подъехали мурза Камай и приближенные царя. От имени царя они предъявили казанцам ультиматум: или они без боя сдают город, или он, царь, велит казнить всех пленных. Защитники Казани молча их выслушали и ничего не ответили. Желая подчеркнуть серьезность своих намерений, русские воины стали сажать на колья женщин и детей, вешать их за ноги, расстреливать. Тогда защитники города, стоящие на стене, пустили тучи стрел как в истязателей, так и в пленных. В своих пленных соплеменников пустили стрелы, чтобы освободить их от страшных страданий».
Иван IV приказал лишить казанцев воды. Ему доложили, что воду берут из ключа у Муралевых ворот, внутри крепости. Царь приказал английскому инженеру Бутлеру сделать подкоп и взорвать мину у источника. 4 сентября мина была взорвана, и казанцы лишились этого источника воды. Хотя полностью лишить Казань водоснабжения не удалось (в городе было несколько водоемов), взрыв произвел угнетающее действие на осажденных.
30 сентября было взорвано еще несколько мин под стенами крепости, и русские пошли на штурм. Однако казанцам удалось его отбить.
В 7 часов утра 2 октября с интервалом в одну минуту русские взорвали два сверхмощных фугаса под стенами крепости. В каждом из фугасов было по 240 пудов (то есть по 4 тонны) пороха. В результате взрыва образовалось два больших пролома в стене у Арской башни у Исбельской Нижней башни. В пролом с криком «С нами Бог!» полезли толпы русских ратников. Им удалось войти в крепость, но там начался упорный бой.
Пользуясь численным превосходством, русские оттеснили татар в глубь города, но те бились за каждый дом. По пути многие ратники, решив, что город уже взят, занялись грабежом. А.М. Курбский писал: «Мародеры, узрев, что наши под напором татар вынуждены отступать, ударились в такое бегство, что многие и в ворота не проходили, а другие со своей добычей пытались через стену перелезать, а иные добычу побросали и с воплями: «Секут! Секут!» бежали».
Русские начали покидать крепость. Тогда воеводы, в том числе сам Курбский, несколько раз посылали за царем, который все это время молился в лагере. Как писал Курбский, Ивана IV насильно выволокли, посадили на коня и, взяв коня под уздцы, повели к стенам города. Вид царя должен был остановить бегущих. В этот критический момент не растерялся двоюродный брат царя Владимир Андреевич Старицкий. Он от имени Ивана приказал двадцатитысячному царскому полку, то есть последнему резерву, прекратить охрану царской ставки и войти в город через арский пролом.