Жилка послал с гонцом донесение государю о неудаче, дескать, войско мало. Великий князь приказал отправиться к Казани рати под командованием прославленного воеводы Василия Даниловича Холмского, а брату Жилке строго наказал к Казани не подступать, ратников беречь. Но 22 июня к Казани подошла конная часть войска Дмитрия Ивановича, что шла берегом, во главе с князем Ростовским.
Дмитрий Жилка, убоявшись, что вся слава покорителя Казани достанется не ему, снова приказывает остаткам судовой рати идти на штурм, ослушавшись прямого запрета государя. Штурм, как и в первый раз, закончился полным разгромом пешцев. За две атаки, бездарные, неподготовленные, на укреплённый город, было потеряно почти двадцать тысяч ратников, практически все пешцы.
Фёдор в атаку не пошёл, сказавшись раненым. Впрочем, он не трусил, чувствовал себя в самом деле неважно – болела голова, подташнивало, походка неустойчивая. При попытке пройти по палубе его качало, как в шторм, хотя вода в Волге была спокойная. Да, собственно, всё судно представляло собой лазарет. В поход на войну всегда шли лечцы, имея в запасе иглы и нитки для шитья ран, перевязочный материал – нарезанные ленты льняной белёной ткани, сушёный мох для присыпки ран и щипцы, доставать пули, наконечники стрел. Голова у Фёдора была перевязана, пропиталась повязка кровью, и его никто к атаке не принуждал. Он бы и через силу пошёл со своими ратниками, но видел всю бессмысленность и пагубность атаки. С борта судна было видно, как татары сначала осыпали наступающих стрелами, а потом уничтожением русских ратников занялась конница. Видеть со стороны, как добивают войско, было муторно и противно. Раненые ратники на судне, кто имел силы встать и видеть бой со стороны, крестились о спасении воинства. Не помогло, вернулись немногие.
Князь Дмитрий Иванович на судах с жалкими остатками рати отплыл к Нижнему Новгороду. Конная рать Ростовского, Фёдора Ивановича Киселёва и царевича Джаная направилась к Мурому. Казанские татары пустили следом свою кавалерию, но войско русское отбилось.
По возвращении Василий III брата за поражение и огромные потери не наказал, однако впредь Жилку воеводой никогда не назначали. Оставить безнаказанными казанцев Василий III не мог, это значило бы «потерять лицо». Стали собирать новое войско для похода. Татары о подготовке огромного войска почти со всех земель русских узнали от соплеменников, служивших московскому государю, испугались. Весной 1507 года прислали в Москву посольство во главе с Абдуллой с предложением мира.