Тем временем Касим-паша уже успел убедиться, что прорыть канал до Волги и впрямь нереально. Велел перетаскивать суда волоком, с помощью катков, но они были слишком тяжелыми, ничего не получалось. Однако обозначился иной вариант. К паше прибыла делегация астраханских татар и заверила, что корабли ему не понадобятся. Пускай турки побыстрее наступают, а астраханцы обеспечат их судами, будут снабжать войско, откроют ворота города. Касим согласился. Отправил флот с артиллерией и припасами обратно в Азов, а армия двинулась налегке, взяла лишь 12 орудий. 16 сентября турки и татары подошли к Астрахани, и «астороханские люди со многие суда к ним приехали». Начали строить осадный лагерь.
Но воевода Карпов действовал энергично и решительно. Он изготовил крепость к обороне, взял под контроль городские кварталы, патрулировал их, чтобы не допустить мятежа. Ворота перед турками не открылись. А в тылах появились малороссийские казаки, объединились с донскими. Начали партизанскую войну, пресекли сообщение между армией Касима и Азовом. Удар они нанесли не по вражескому войску, а по изменившим астраханцам, захватили и разметали «многие суда». Несколько атаманов с казаками явились к князю Серебряному, сообщили, что путь по Волге расчищен, и провели его флотилию с ратниками в город.
Для турок казачий удар по астраханцам обернулся бедствием – они остались без снабжения. Перед ними была крепость с сильным гарнизоном. Штурмовать ее с 12 легкими пушками нечего было и думать. А вести осаду значило зимовать в голой степи, в кольце казачьих отрядов. Припасов уже не хватало, голодные воины начали бунтовать. 26 сентября Касим поджег лагерь, повел армию назад. Вот тут-то к нему прибыли гонцы султана с польскими послами. Селим писал, чтобы паша непременно держался под Астраханью до весны, что придет новая армия и вслед за Астраханью предполагается вторжение в саму Россию, об этом уже договорились с Сигизмундом. Поляки убеждали пашу в том же самом.
Но выполнить их пожелания Касим уже не мог. Распространялся слух, что вслед за Серебряным идут многочисленные царские полки. А казаки клевали со всех сторон. Турки и татары кричали, что русская армия уже пришла, что их окружают. Армия, теряя дисциплину, покатилась прочь от Астрахани. Но и прямой путь по Манычу перекрыли казаки. Османы не знали их численности, передавали друг другу, что это царские рати. Пробиваться не рискнули, свернули южнее – пошли через прикаспийские степи, без еды, по безводным местам. Падали кони, умирали люди. А в предгорьях Кавказа на них посыпались нападения кабардинцев и терских казаков. Лишь через месяц жалкие остатки воинства добрались до Азова. Однако казаки и в Азов подпустили «красного петуха». От пожара взорвались пороховые запасы, разрушив крепость. Погибла пристань, сгорели военные корабли. Турецкий поход, намеченный на следующий год, был отменен.