Потрясенный двумя поражениями, хан разбил лагерь у Пахры, привел полки в порядок, ожидая, что противник ринется в атаку. Но князья Воротынский и Хворостинин не спешили с атакой. Они надежно оборудовали позиции и стали ждать штурма, приготовив хану небольшой сюрприз. Девлет-Гирей ждал-ждал русской атаки, не дождался и сам начал бой. Сначала крымчане ударили по стрельцам. Те сделали свое дело, раздразнили врага, но все до единого погибли. Девлет-Гирей вошел в азарт, очистил от русских противоположный склон холма и начал штурм «Гуляй-города».
Главный воевода хана Дивей-Мурза лично отправился на разведку и попал в плен перед решающим сражением. Эта потеря вывела из себя Девлет-Гирея. Он бросил на штурм все силы. Первая атака захлебнулась, хан, не давая передышки, перегруппировал полки, и вновь была атака.
Воины крымского хана рвались на холм, преодолевали выкопанный противником ров, оставляли в нем десятки трупов, приближались к «гуляй-городу», несмотря на крупные потери. Русские кололи их пиками, рубили топорами, саблями… Пришел вечер.
Девлет-Гирей двое суток отходил от того боя, воины его залечивали раны, готовились к продолжению штурма. Они не знали, что у русских на холме кончилась вода! Воротынский и Хворостинин приказали копать колодцы, но, удивительно, до воды воины так и не докопались. Всего-то триста метров отсюда текла река Рожай. Родников там – через каждые двадцать метров. Но не добраться до них. Дня три нужно было потомить русских без воды. Девлет-Гирей не знал об этом: в Подмосковье от жажды никто не умирал.
Второго августа была еще одна атака. Воины Девлет-Гирея, особенно его сыновья, чувствовавшие за собой вину, дрались прекрасно, хотели освободить из плена Дивей-Мурзу. Русские отражали атаки, изнывая от жажды и ни единым движением не давая понять врагу, какая беда у них приключилась. И опять пришел в шуме нескончаемого боя вечер. Крымский хан боя не прекратил, но проморгал маневр Воротынского, который незаметно вышел из укрепления, обошел противника и затаился с отрядом у него в тылу.
Атака на «гуляй-город» продолжалась. Как вдруг, дождавшись условного сигнала, отряд Воротынского с тыла, а Хворостинина – в лоб ударили по врагу. Победа была полная. Девлет-Гирей потерял сына, внука, несколько полководцев, сам чуть не попал в плен и, очень грустный, отправился из страны Московии на юг.
Князья Воротынский и Хворостинин своей победой совершили в те жаркие дни чудо. Они спасли Москву от большой беды и закрепили Казань и Астрахань за русским государством.