Через неделю после их ухода, 11 мая, в Нарве вспыхнул пожар. Загорелось у цирюльника, который варил пиво. Русский летописец передает, что у него сидели тогда рижские кнехты, лютеране. Заметив на стене цирюльни православную икону Богородицы, оставшуюся после отъезда квартировавшихся здесь русских купцов, солдаты принялись глумиться над ней и бросили в камин. Но пламя вдруг взмыло вверх — потолок загорелся… С утра был тихий, ясный день, а тут внезапно поднялся ветер и разнес огонь по городу, большинство домов в котором были деревянные. Эта история, конечно, призвана доказать, что сам Бог покарал вероломных наровчан (после взятия Нарвы, под сгоревшими обломками одного из домов, действительно была найдена неповрежденная икона Богоматери, что и послужило основой для летописного рассказа о чуде). Нам же, маловерам, для объяснения причины пожара довольно сведений и о том, чем и в какой компании занимался цирюльник. Пиво, пьяная солдатня — комбинация достаточно пожароопасная и без вмешательства небес…
Видимо, пожар был настолько внезапным, что горожан охватила паника. Вместо того чтобы тушить огонь, они хватали пожитки и бежали во внутренний замок, который вскоре оказался переполнен людьми; его ворота закрыли, и тем, кто не успел попасть внутрь, пришлось укрываться от пламени во рву.
Русские, увидев пожар, устремились в Нарву через реку на грабеж — кто в лодке, кто на бревне, иные снимали ворота со своих дворов и пускались вплавь на них; а со стен Ивангорода в Нарву полетели ядра. Нарва почти не отвечала на обстрел: большинство пушек остались брошенными на стенах; в замке имелось только восемь орудий, да и то одно из них от выстрела разорвало, а другое сорвало с лафета.
Высадив железные городские ворота, русские посыпались в Нарву. Горожане, не успевшие укрыться в замке, молили о пощаде. Видя, что сражаться не с кем, русские принялись тушить пожар, который, впрочем, уже затухал сам собой, пожрав все, что было можно… А рыцари, к которым наровчане еще раньше послали за помощью против огня, увидав теперь, что пожар кончается, не двинулись с места: они не подозревали, что в городе уже орудует враг.
Тем временем русские ломились в замок. Рижские кнехты некоторое время стойко держались, в надежде на приход рыцарей Кетлера. Воеводы объявили осажденным, что если они сдадут замок, то воины смогут уйти с оружием, а жителям Нарвы царь построит дома лучше прежних. Немцы попросили время на раздумье, а воеводы приказали пушкарям продолжать стрельбу по замку, чтобы совет у немцев шел скорее.
Гарнизон счел припасы, хранившиеся в замке, — подсчеты были неутешительными: в подвалах оказалось немного ржаной муки, сала и масла да бочки три пива, а пороха — на час-другой хорошей пальбы… Рыцарей Кетлера все не было: они рассудили, что город, имеющий каменные стены и железные ворота, без их помощи способен отразить неприятеля… Фогт начал переговоры о сдаче: договорились, что солдаты выйдут из замка с оружием, оставив пушки, а жителям — полная воля: кто не хочет присягать царю, может уйти со всеми пожитками.
Наутро 12 мая кнехты и толпы беженцев ушли из замка и добрались до лагеря рыцарей. Кетлер схватился за волосы, но поправить уже было ничего нельзя — он приказал отступать…
А воеводы, ободренные успехом, 25 мая осадили Нейшлот и послали за помощью в Новгород и Псков. 5 июня к ним прибыл отряд новгородцев с пушками и открыл пальбу. На другой день нейшлотский гарнизон выговорил себе право выйти из города, оставив при себе оружие и имущество. Город Везенберг московские войска застали и вовсе пустым: гарнизон и жители вышли из него, не дожидаясь осады… Чухна со всего околотка толпами приходила в русский лагерь и просилась под государеву руку. Вся ливонская земля от Чудского озера и до моря присягнула Москве.
Победу праздновали торжественно: Иван приказал в Москве и по всему царству петь молебны с колокольным звоном. Несмотря на изменившиеся обстоятельства, царь милостиво подтвердил жалованную грамоту, выданную ранее Крумгаузену и фон Дедену, и велел освободить нарвских пленников. Архиепископ Новгородский и воеводы получили приказ
В таких обстоятельствах приезд послов от магистра и дерптского епископа оказался не ко времени, тем более что они, вместо того чтобы безоговорочно выплатить дань, завели старую песню об отсрочке платежа.
— Вся страна Дерптская разорена, — говорили они боярам. — С кого требовать дани? Вы уже взяли ее своим оружием — в десять раз более.