В результате поход 1549–1550 годов был организован намного лучше. Войска собрались своевременно, вовремя вышли к Казани и начали её осаду. В ходе артиллерийских обстрелов были уничтожены многие казанские военачальники. Однако, начинавшаяся распутица вынудила русских отступить.
Эта война выявила тупиковую ситуацию в войне. Действуя традиционными методами, ни одна из сторон не могла одолеть другую. Московское руководство было вынуждено пойти на пересмотр стратегии.
В результате следующий казанский поход был проведен летом и в нем был применен необычный ход — возведение Свияжска (крепости построенной под Угличем, а затем сплавленной к Казани), который стал главной базой русских войск в этой и последующих войнах. В результате московские силы смогли провести длительную двухмесячную осаду Казани, которая завершилась успехом. В конце июня 1551 года непримиримые противники Москвы из числа казанских мурз попытались вырваться из города, но были перехвачены полком Правой руки (во главе с князем Горбатым-Шуйским) и захвачены в плен (впоследствии большую часть из них казнили). После этого начались мирные переговоры.
Шестого июля 1551 года казанский князь Бибарс Растов и князь Муромский Шах-Али договорились о двадцатидневном перемирии. В начале августа братья Бибарс и Енбарс Растовы договорились с Шах-Али и Петром Серебряным подписать мирный договор на условиях выдачи всех русских полоняников и признания новым Казанским ханом князя Муромского. Однако, 10 августа на церемонии подписания мирного договора московские представители объявили, что Горную сторону ханства (правый берег Волги) Москва отныне считает своей территорией, как захваченную до начала переговоров. А Казанским ханством считает только левобережье Волги — Луговую сторону. Это заявление стало неожиданным не только для казанских послов, но и для Шах-Али. Даже князь Серебряный, озвучивший это требование, узнал о нем только в этот день.
По данному вопросу не было согласия даже в Москве. На максимально жестких действиях по отношению к казанцам настаивал митрополит со своим окружением. В принципе, это требование было сформировано еще при его предшественниках при Василии Третьем и с тех пор не отменялось. Однако более осторожные князья и воеводы считали подобные действия слишком авантюрными. Нельзя сказать, что по данному вопросу спорили московские группировки — скорее спор шел в каждой из группировок (так Курбский приветствовал этот шаг, а его родственник Палецкий был резко против; Шкурлятев считал его преждевременным, а Немой запоздалым; Сабуровы и Морозовы были резко против, а Воротынские — за).