В края на август царят възлага на един немски инженер да прокопае тунели под укрепленията, за да бъде взривен основният източник на питейна вода на града. Десет дни сапьорите работят под земята. Те чуват над главите си стъпките на минувачите. Установяват местонахождението на извора и дотърколват наоколо бурета с барут. На 5 септември Иван се изкачва на едно възвишение с добро прикритие и оттам издава заповед да се запали фитилът. Страшна експлозия разтърсва града, част от стената се срутва и високо в небето се разхвърчават греди, камъни и разкъсани трупове. Русите щурмуват през процепа. Но след кратко стъписване татарите се съвземат и, подстрекавани от воя на жените, отново отблъскват нападателите.
Тази яростна съпротива обърква руските войници. Сред тях се говори, че всяка нощ, точно преди разсъмване, монголски вещици се катерят по укрепленията, вдигат полите си и с неприлични жестове оскърбяват християнския враг и му правят магии. Те са виновни и за лошото време, злополучно за русите. Вали непрестанно. Мокри и заслепени, войниците шляпат в мръсната кал. Невъзможно е да се подслонят под прогизналите шатри. Но за всяко зло се намира и лек. Иван заповядва да докарат от Москва чудодеен кръст, с който благославят леещия се от небето порой. След това религиозна процесия обикаля лагера и свещениците ръсят с китки и светена вода. Дъждът спира незабавно, слънцето се показва и войската си възвръща смелостта: „Аллах отстъпва!“ провикват се нападателите.
На две версти от лагера построяват огромна дървена кула, висока шест сажена: поставят я на колела и през нощта я закарват под стените на града близо до „Царската порта“. Тази кула е снабдена с шейсет топа, от които десет са едрокалибрени. Обслужват ги множество артилеристи. От тази позиция се вижда цял квартал от града. На зазоряване започва обстрелът. Обезумелите жители се крият в мазетата и окопите. Обсадените отвръщат с изстрели от мускети и избиват голям брой руски топчии. Кървавата операция не дава резултат.
През това време продължават да копаят тунели под града, взривяват бурета с барут, а в предградията се водят ръкопашни боеве. Генералите настояват Иван да издаде заповед за последно настъпление. Но той иска най-напред цялата войска да се изповяда и причести. Като Христови войни тези хора трябва да посрещнат смъртта с пречистени души.
Най-после всичко е готово, свещениците са приключили службата си, слънцето изгрява в безоблачно небе. Стрелците с ръка на колчаните, топчиите със запалени фитили очакват сигнал за започване на кръвопролитието. Всички знаят, че една голяма експлозия трябва да отвори път на бойците. Но засега тишината се нарушава единствено от песнопенията на поповете, които само на две крачки от тях извършват богослужение. Сякаш, за да покаже, че разчита повече на Бога, отколкото на себе си, царят в този момент не е със своите хора, а в главната църква на лагера. Точно когато дяконът, четейки Евангелието изрича думите: „Трябва да има само едно стадо и само един пастир“, страшен взрив разтърсва земята под краката на монарха. Най-голямата мина е избухнала. Царят е доволен и напуска параклиса, за да наблюдава в далечината разрушенията — отломки, буци, пръст и пушек се сипят по земята. Той изтупва прахта от дрехите си и се връща към молитвите. Скоро отеква втора експлозия, на която отговаря гръмогласният вик на сто хиляди бойци: „Бог е с нас!“
Русите се хвърлят в атака. От върха на укрепленията казанците изсипват върху тях греди, камъни и вряла вода. Въпреки огромните загуби, нападателите се катерят по стените със стълби, вкопчват се в назъбените стени, издигат се на рамената на другарите си, за да преминат през пукнатините и да пресрещнат със сабя в ръка защитниците на крепостта, които се объркват и отстъпват. Дрънченето на мечовете, ругатните и стоновете не достигат до убежището на царя, който е коленичил пред иконите. Неколкократно генералите го умоляват да прекъсне молитвите си и да се появи сред войските си, подложени на жестоко изпитание. Дали от малодушие или от набожност, той се отказва да излезе преди края на литургията. А в Казан клането продължава. Бият се дори по покривите на къщите. Ожесточените руси не щадят нито жените, нито децата. Ако не им отсичат главите, ги връзват и повеждат, за да ги продадат като роби.
Пристигайки на пазара, те са заслепени от изложените богатства — златни и сребърни предмети, кожи, копринени платове. Забравят войнствената си ярост и се отдават на грабеж. Казанците се възползват от хаоса, за да контраатакуват. Но русите се съвземат навреме. Битката се възобновява по-ожесточена, но с неясен изход. Болярите отново умоляват Иван да се покаже. Той все още се колебае, но най-сетне се решава, целува чудотворната икона на Свети Сергей, взема глътка светена вода и хапка нафора, приема благословията на своя духовник и възсяда коня си. Когато се появява в долината, руското знаме вече се вее над развалините на Казан. По-многобройните нападатели са надвили защитниците на крепостта. Следователно царят е постъпил правилно като се е молил, вместо да излага на опасност живота си. Той влиза в града, яздейки сред планини от трупове и в локви кръв. Междувременно Едигер-Мохамед се е оттеглил с остатъка от войската си в своя дворец. Руските войници разбиват вратите и откриват група жени, които, ридаейки падат в краката им. Но Едигер-Мохамед е избягал. Намират го в една незасегната от разрушенията кула. Това е краят, той се предава, коленичи пред победителя си и моли за пощада. Иван му прощава великодушно и казва: „Нещастнико, нима не знаеше каква е силата на Русия!“. После, след като поздравява генералите си, той събира войската в лагера и се отдава на любимото си удоволствие: да произнесе реч. Изправен пред войниците с окървавени униформи и с почернели от пушек и барут лица, той вдъхновено се провиква: