В эти же годы была проведена военная реформа. Дворяне стали основным ядром русской армии. В обеспечение их военной службы им было роздано большое количество земель в «поместье». Владельцы вотчин — князья и бояре привлекались к обязательной военной службе на тех же основаниях, что и владельцы поместий — дворяне. Наряду с конным войском начала создаваться и пехота, вооружённая огнестрельным оружием.
Были созданы стрелецкие полки. Была также усилена артиллерия, введены новые типы пушек. Стала применяться европейская техника осады городов (туры, башни, подкопы, пороховые мины).
Оценивая реформы 50-х годов, можно сказать, что они были крупным шагом вперёд в деле централизации управления государством. В результате реформы княжата (потомки удельных князей) и бояре лишились целого ряда своих прав и преимуществ. С другой стороны, от этих реформ много получили дворяне: они стали основной частью армии, опорой царя, они получили в своё распоряжение большое количество земли и крестьян, повысилась их роль как в местном, так и в центральном аппарате власти.
Иным было положение крестьян. По новому «Судебнику» за крестьянами оставалось право переходить от одного владельца к другому в Юрьев день. Но этот переход был обставлен такими тяжёлыми условиями, что практически редкий крестьянин мог воспользоваться предоставленным ему правом. Стала расти и эксплоатация крестьян, особенно в помещичьих хозяйствах, где количество частновладельческих крестьян непрерывно увеличивалось. Царь раздавал помещикам дворцовых и черносошных крестьян.
Последние до этого не принадлежали частновладельцам и платили князю подати «от сохи».
Таковы социально-политические следствия проведённых реформ. Эти реформы и особенно военная имели также большое значение для укрепления обороноспособности и обеспечения безопасности Русского государства.
На востоке этой безопасности грозили Казанское и Астраханское ханства — остатки Золотой Орды. Они запирали московским купцам удобный путь по Волге в Каспийское море и в Среднюю Азию, преграждали им путь на Урал и в богатую мехами Сибирь. Татарские отряды нападали на пограничные русские земли и угоняли тысячи пленников, которых затем продавали в рабство. Казанское и Астраханское ханства находились под покровительством могущественного турецкого султана. Борьба с такими опасными соседями началась еще при Иване III и Василии III, но закончилась она только при Иване IV. В 1552 году он повёл на Казань большую армию в 150 тысяч человек и начал длительную осаду города. Днём и ночью Казань обстреливалась из 150 пушек. Потом царь приказал подвести подкопы под городские стены, подкатить туда бочки с порохом и взорвать их. Это был новый приём в военном деле.
Большую роль в казанском походе сыграла речная флотилия, под начальством боярина Морозова, которая везла по воде часть войск, артиллерию, рубленые осадные башни и боевое снаряжение. Во время осады эта флотилия, заняв Гостиный двор, охраняла подступы к Казани с реки и подвозила осаждающим русским войскам подкрепления и продовольствие.
Казанское ханство было завоёвано и в 1552 году присоединено к Русскому государству. В 1556 году в результате похода московских войск на судах под Астрахань город сдался без боя.
Присоединение Казанского и Астраханского ханств обеспечивало безопасность восточных окраин Русского государства. Дворянство могло получить теперь новые земли и достаточное количество крепостных. Московские купцы приобрели удобные пути по Волге и Каме. Перед ними открывались широкие просторы для торговли с Средней Азией, Персией, Индией. Они получали также свободный доступ в Сибирь.
Народы Поволжья — чуваши, мари, удмурты, башкиры, — ранее покорённые татарами, а также сами татары стали теперь подданными Русского государства, которое таким образом превращалось в многонациональное государство.
Иван IV стремился превратить Русь в мощное, независимое государство. Для этого нужен был выход в море. Но Россия обладала только побережьем Белого моря, которое значительную часть года сковано льдом.
Для Русского государства было жизненно необходимо отвоевать у Ливонского ордена балтийское побережье, которым Русь беспрепятственно пользовалась до XIII века.
В январе 1558 года русские войска перешли ливонскую границу. Русская армия, вооружённая огнестрельным оружием, без труда занимала средневековые города и замки. Население Ливонии, измученное хищничеством и разбоем немецких рыцарей, поддерживало русские войска.