В начале февраля 1548 г. русское войско двинулось вниз по Волге. Но тут наступила оттепель. Лёд на реке ослабел. Пушки и люди стали проваливаться в полыньи. Войско быловынуждено вернуться домой.
Зимой 1549 - 1550 г. был предпринят второй поход. Однако и он не принёс победы. Главная причина неудач заключалась в трудности снабжения армии.
Решили построить на острове в устье реки Свияги лагерь с запасами - крепость Свияжск. Возведение крепости неподалёку от ханской столицы заняло всего 28 дней (крепость рубили из бревен выше по течению и сплавляли до острова по Волге; руководил строительством крепости дьяк Иван Выродков).
Появление крепости стало полной неожиданностью для казанцев. Часть жителей присягнули русскому царю. Большинство казанцев желало видеть на ханском престоле ставленника Москвы Шах-Али. Другие желали поставить на трон астраханского царевича Едигера.
В августе 1552 г. начался третий поход русского войска на Казань. 2 октября состоялся решающий штурм. Накануне осаждающие устроили подкопы с закладкой пороховых мин (сапа). Их подрыв снёс валы и часть деревянной крепостной стены. Русские ворвались через пролом в город.
Хан Едигер сдался. Независимое Казанское ханство пало. Его территория вошла в состав России. Русское подданство приняла часть башкир, прежде подчинявшихся казанским ханам.
В 1555—1560 гг. на Красной площади в Москве в честь взятия Казани построили собор Покрова Богородицы что на Рву. В народе его назвали храмом Василия Блаженного по имени юродивого, который был в нём похоронен.
Покорение Казани имело огромное значение. России больше не грозили набеги с востока. В плодородные земли Поволжья потекли русские крестьяне-переселенцы. Открылись возможности для их продвижения в районы Западной Сибири. Русские, татары, башкиры и другие народы стали совместно строить единое многонациональное государство.