Скоро Казань со всех сторон была обложена нашими войсками, среди которых царил величайший порядок, или, как теперь говорят – дисциплина; никто без царского указа не смел самовольно ничего предпринимать. Всюду ставились туры или устраивались тыны, а затем были расположены пушки: большие или «верховые», кидавшие каменные ядра, и поменьше, но очень длинные, называвшиеся «огненными», так как они стреляли калеными ядрами и производили в городе пожары; кроме пушек, по Казани действовали также большие затинные пищали – длинные ружья (до сажени), стрелявшие со станков железными ядрами. Всех орудий и больших пищалей было выставлено нами до 150. Неприятель делал против нас беспрерывные вылазки и отчаянно дрался из-за постановки туров, но был всюду успешно отбиваем.
Несравненно больше вреда наносил русским отряд князя Япанчи. Когда наше внимание привлекалось казанцами к стенам города, то обыкновенно в то же время на одной из башен появлялось татарское знамя: оно служило условным знаком для Япанчи; он быстро выносился со своими всадниками из лесных засек, находившихся за Арским полем, нападал на наш тыл и производил в нем немало опустошений.
Между тем наступили и другие невзгоды: страшная буря потопила много судов на Волге с запасами продовольствия, а в воинском стане было снесено множество шатров, в том числе и царский; но Иоанн сохранял неизменно бодрое настроение духа; он приказал двинуть новые запасы продовольствия и постоянно объезжал войска и все осадные работы, подбодряя воинов своим словом и жалованием. Чтобы покончить с постоянными нападениями Япанчи, державшего в тревоге день и ночь русскую рать, на собранном Иоанном совете было решено выделить для этого особый отряд и вверить его князьям Александру Горбатому-Шуйскому и Петру Серебряному – из 30 000 конницы и 15 000 пеших воинов. Отряд этот искусно расположили в скрытном месте, где он стал выжидать появления Япанчи. 30 августа Япанча, по обыкновению, показался из лесу, быстро двинулся на Арское поле и ударил на стражу, охранявшую наши обозы, которая, как было заранее условлено, отступила к самым осадным работам. Татары кинулись ее преследовать, но вдруг увидели себя отрезанными отрядом Горбатого и Серебряного, вышедшим из своего укрытия.
Тогда Япанча повернул назад и вынужден был вступить в неравный бой, в котором был наголову разбит. Наши преследовали его на протяжении 15 верст и захватили 340 пленных. Одного из них Иоанн послал в Казань с грамотой, в которой писал, что если казанцы ударят ему челом, то он их пожалует, в противном же случае велит умертвить всех пленников; казанцы ответа на это не дали – и пленники были перебиты перед городскими стенами.
31 августа государь призвал немца размысла (инженера) и велел ему сделать большой подкоп под Казань: «посем Православный Царь повелевает некоторому дохтуру именем размыслу учинить подкоп под стену на разрушение града». Затем, узнав, что казанцы берут воду из ключа-тайника, близ одних ворот, к которому ходят подземным путем, он приказал Алексею Адашеву с учеником размысла сделать другой подкоп под этот подземный путь у каменной Даировой башни, занятой нашими казаками. К 4 сентября подкоп под тайник был готов; сам князь Серебряный вошел в него и слышал голоса людей, ехавших за водой; государь велел поставить в подкоп 11 бочек пороха, и тайник был взорван, причем взлетевшими камнями и бревнами было побито множество народа в городе; часть же нашего войска, воспользовавшись отверстием, сделанным взрывом, ворвалась в Казань и тоже посекла большое количество людей. После этого сильное уныние распространилось в городе, лишенном воды; однако о сдаче никто не думал; татары стали усиленно копать землю в нескольких местах для отыскания воды, но докопались только до одного ключа, и то со смрадной водой, от питья которой люди умирали и пухли.