В 1533 году великий московский князь Василий III умер. Правление страной было поручено «немногим боярам» – младшему брату великого князя Андрею, М. Юрьеву, В. Шуйскому, И. Шуйскому, М. Воронцову, М. Глинскому и М. Тучкову. Однако вскоре правительницей государства на пятилетний срок стала жена Василия III Елена Глинская, по приказу которой в течение 1534–1538 годов московский посад – «китай-город» – был защищен каменной стеной с двенадцатью башнями.
В 1534 году из Москвы в Литву бежал князь Семен Федорович Бельский. С литовской помощью он хотел вновь создать на российской земле Рязанское княжество, а позднее организовывал совместный поход польско-литовских и крымских войск на Москву. Из Литвы он ушел в Крым и в 1536 году участвовал в набеге крымских отрядов на земли Москвы. В 1537 году Семен Бельский получил грамоту от турецкого султана, в которой султан предлагал оказывать Бельскому содействие не только крымскому хану Сахиб Гирею, но и польскому королю Сигизмунду. При участии Семена Вольского между Польско-литовским государством и Крымским ханством был подписан союзный договор, направленный против Москвы. Одновременно Сахиб Гирей давал клятву Москве:
«Ярлык или шертная грамота Крымского царя Сагип Гирея царю Иоанну Васильевичу: о бытии ему с государем в дружбе и согласии на тех условиях, которыми обязывались предшественники его, утвержденная приложением золотой печати пред Российским в Крыму посланником Иваном Федцовым по списку изготовленному в Москве царевым бакшеем (писцом) пред послом Сулеш Мурзою, с которым присланная от Крымского шертная грамота не принята была Государем по причине помещенных двух предосудительных статей касательно урочной присылки подарков и включения в союз казанского царя Сафа Гирея».
В 1540 году главой русского правительства при семилетнем Иване IV стал Иван Федорович Бельский, амнистировавший своего брата Семена. В 1541 году по приказу турецкого султана начался большой поход стотысячного войска крымского хана Сахиб Гирея на Москву, с трудом остановленный у Оки русскими войсками. Сахиб Гирей, возглавлявший поход писал малолетнему Ивану IV: «Прииду на тя, и стану под Москвою в твоем селе Воробьеве, и распущу войско свое, и пленю землю твою. Мы намерены, разграбив твои земли, схватить тебя самого, запрячь в соху и заставить сеять золу». Крымский хан вел на Москву кроме своих воинов турецких янычар, вооруженных пушками и пищалями, ногайцев и астраханцев. Русские войска под командованием князя Д. Бельского встретили Сахиб Гирея у Коломны и не дали перейти Оку. 31 июля крымский хан повернул своих воинов в Крым. В январе 1542 года Иван Бельский был отстранен от власти в Москве. Период боярского правления в Московском государстве продолжался до 1547 года. Иван Грозный в 1564 году писал Андрею Курбскому об этом периоде русской истории: «Со всех сторон на нас двинулись войной иноплеменные народы – литовцы, поляки, крымские татары, Надчитархан, нагаи, казанцы… а вы, изменники, тем временем начали причинять нам многие беды. Бояре, изменники, получили царство без правителя, бросились добывать богатство и славу и напали при этом друг на друга».
16 января 1547 года Иван Грозный венчался на царство. В марте 1549 года умер казанский хан Сафа Гирей – представитель крымской династии. Начались походы русских войск для овладения Казанским ханством – 1547–1548 и 1549–1550 годы. Серьезных результатов они не принесли. В 1551 году прямо напротив Казани была построена русская крепость Свияжск, ставшая военной базой русских войск.
В 1551 году в междоусобной борьбе была уничтожена вся семья Сахиб Гирея с ханом во главе. Крымским ханом стал Девлет Гирей II, правивший до 1577 года. Новый хан Девлет Гирей в 1552 году организовал свой первый набег на Москву. Вместе с татарскими войсками шел большой отряд турецких янычар Казим-мирзы с артиллерией. В июне крымские отряды подошли к Туле и попытались взять город приступом. Тульский гарнизон воеводы князя Григория Темкина отбил приступ, а в тот же день к городу подошли основные русские войска, которые догнали и основательно потрепали отступивших татар, отбив почти всю артиллерию и захватив много пленных и верблюдов, считавшихся тогда в России очень дорогой и экзотической добычей.
Набег Девлет Гирея вглубь русских земель преследовал своей целью захват центральных территорий Московского царства в тот момент, когда основные русские войска будут отвлечены на Казань. Тем самым крымский хан планировал и срыв русского похода на Казанское ханство – войска должны были защищать свои границы от очередного крупного набега крымских татар. Однако этого не произошло.
Русское правительство, своевременно предупрежденное о набеге Девлет Гирея, развернуло свои войска так, чтобы они могли прикрывать одновременно южные и юго-восточные границы – часть войск была сосредоточена в Коломне и Кашире, часть – в Муроме. Артиллерия – «наряд» и большие запасы продовольствия заранее были доставлены в Свияжск. Разгромив к 25 июня 1552 года войска Девлет Гирея, русская армия двумя дорогами – через Владимир, Муром, Рязань и Мещеру пошло на Казань. В середине августа войска подошли к Свияжску, пройдя 850 километров за 40 дней. 20 августа русские войска подошли к столице Казанского ханства. Казань имела двойные дубовые стены толщиной 9 метров при высоте 8 метров, пространство между которыми было засыпано камнем и глинистым илом, что делало почти невозможным пролом их артиллерийским огнем. Перед стенами был вырыт глубокий ров. Внутри находился 30-тысячный гарнизон. В короткий срок вокруг Казани русскими войсками были построены две линии из туров с позициями для артиллерии, расположенные в 200 метрах от крепостных стен. Одновременно под стены были прорыты минные подкопы. Царский опричник немец Г. Штаден оставил свидетельство очевидца о том,
«Как великий князь завоевал и добыл Казань и Астрахань.
Великий князь приказал срубить город с деревянными стенами, башнями, воротами, как настоящий город; а балки и бревна переметить все сверху донизу. Затем этот город был разобран, сложен на плоты и сплавлен вниз по Волге, вместе с воинскими людьми и крупной артиллерией, когда он подошел под Казань, он приказал возвести этот город и заполнить все укрепления землей; сам он возвратился на Москву, а город этот занял русскими людьми и артиллерией и назвал его Свияжском. Так казанцы лишились свободного пути и постоянно должны были биться и сражаться с русскими.
Великий князь вновь собрал великую силу и подошел опять к Казани; вел подкопы и взорвал их. Так взял он город, а казанского хана-царя Едигея взял в плен и отдал воинским людям город, как добычу».
После серии минных взрывов и артиллерийского обстрела города с туров начался кровопролитный штурм Казани. Один из героев взятия Казани князь Андрей Курбский впоследствии писал: «пока мы были далеко от стен, никто не стрелял из ручниц или стрел, а когда мы подошли близко, тогда впервые на нас был пущен огненный бой со стен и башен; тогда стрелы летели густо, наподобие частого дождя; тогда летело бесчисленное множество камней, так что и воздуха не видно было, когда же с великим трудом и бедою подошли мы ближе к стенам, тогда начали на нас поливать кипящим варом и бросать целыми бревнами».
В полдень 2 октября 1552 года Казань была взята русскими войсками.
Завоевав Казанское ханство. Московское государство получило восточные рынки и торговые пути, плодородные земли и богатые рыбные промыслы. Подобное усиление Русского государства обеспокоило не только Турцию и Крымское ханство, но и Польшу, Литву, Ливонию, Швецию, Рим и империю Габсбургов. Попытки русского правительства создать антикрымско-турецкую коалицию ни к чему не привели.
Следующий крымский набег на русские земли произошел летом 1555 года. В июне шестидесятитысячное татарское войско дошло до Тулы. 3 июля 1555 года произошла кровопролитная битва у урочища Судьбищи (позднее село Новосильское Тульской области), после которой татарское войско, десятикратно превышавшее по численности русскую рать И.В. Шереметева, повернуло назад, в Крым.
Новым видным торговым центром стала Астрахань. В 1554 году московская партия поставила астраханским ханом Дербыша, однако он был замечен в тесных отношениях с Крымским ханством. Тогда и было решено присоединить Астраханское ханство к России. Москва воспользовалась обращением татарской знати к русскому царю «чтобы русский государь оборонил их от Дербыша и учинил в Астрахани своих людей как и в Казани». В марте 1556 года к Астрахани подошли стрельцы под командованием Черемисова и Тетерина и казаки атамана Колулаева. Татарские отряды были разгромлены, хан Дербыш бежал к туркам в Азов. В 1556 году Астрахань была присоединена к Москве.
По свидетельству венецианского посла Франческо Тьеполо «при взятии Казани и Астрахани было, кроме конницы, какую Иван IV держал против перекопских или крымских татар и в других местах, более 100 тысяч конных, он мог бы выставить и 200 тысяч конных, и немалое число пеших». Ливонский летописец XVI века Рюссов писал: «Когда великий князь Московский покорил все княжества в России и оба упомянутые татарские царства, то с ним не мог уже справиться не только ливонский магистр, но и король».