Русские князья-воеводы Бельский, Мстиславский и Воротынский, узнав о вторжении крымского войска и преступной нерешительности запаниковавшего царя, не сумевшего организовать ранний отпор на Оке, отступили из Коломны к Москве, стараясь опередить хана. 23 мая русские полки подошли к Москве и расположились в окрестностях столицы, внутри Земляного города, приготовившись к серьёзной обороне. А уже 24 мая в жаркий солнечный день передовые отряды крымских татар подошли к столице. Вскоре русские воеводы, в отсутствие покинувшего войско царя вступили в бой с передовыми крымско-татарскими отрядами и заставили их временно отступить на исходные позиции. Но от решительной битвы за русскую столицу, защищая ей святыни и мирных жителей, познавшие на себе опалы покинувшего войско царя «битые царём» воеводы уклонились.
Уже 25 мая сам хан Девлет-Гирей с главными своим военными силами подошёл к окрестностям Москвы и встал лагерем в селе Коломенском. Хан отправил на Москву 20-тысячное войско, приказав поджечь городские предместья. Сильный ветер в жаркий день занёс огонь сначала в Земляной город, затем в Белый город, пожар не проник только в Кремль через белокаменные крепкие стены. За три часа бешенного пожара русская столица, брошенная на произвол судьбы опричным царём почти полностью выгорела. По словам летописца-современника: «Людей погорело бесчисленное множество. Митрополит с духовенством посидели в соборной церкви. Первый боярин, князь Иван Дмитриевич Бельский, задохнулся на своём дворе в каменном погребе. Других несчастных погибших в пожаре князей, княгинь, бояр, боярынь и всяких людей кто перечтёт? Москва-река мёртвых не пронесла: нарочно поставлены были люди спускать вниз по реке. Хоронили только тех, у кого были приятели».
Девлет-Гирей смотрел с Воробьёвых гор на исчезающую в пожаре и дыме столицу Русского государства, с невероятным сожалением, что в сожженной Москве грабить уже нечего, город с людьми исчез. На взятие Кремля у него не было ни сил, ни времени, ни желания; всё же хан боялся, что «опальные» воеводы очухаются и дадут ему бой на пепелище сожженной Москвы, ведь хан ничего не знал о позорном бегстве от него царя Грозного. Он с войском отступил из-под столицы на юг в направлении Кпширы и Рязани, по дороге распустив часть своих отрядов для грабежа и захвата пленных. И, действительно, в окрестностях Москвы и на обратном пути в Крымское ханство татарам кроме награбленного добра удалось захватить около 150 тысяч пленных мирных жителей.
По дороге в Крым, удовлетворенный своим губительным для Москвы походом послал грамоту следующего содержания:
«Жгу и пустошу всё из-за Казани и Астахани, а всего света богатства применяю к праху, надеюсь на величество Божие. Я пришел к тебе, город твой сжёг, хотел венца твоего и головы. Но ты не пришёл и против нас не встал, а ещё хвалишься, что-де я московский государь! Были бы в тебе стыд и дородство, так ты б пришёл против нас и стоял. Захочешь с нами душевною мыслию а дружбе быть, так отдай наши юрты – Астрахань и Казань. А захочешь казною и деньгами всесветное богатство нам давать – не надобно. Желание наше – Казань и Астрахань, а государства твоего дороги я видел и опознал.
В результате московского похода Девлет-Гирея, сродни нашествию адскому, хан получил прозвище «Взявший Трон». В этом аду убиты десятки тысяч русских, более 150 тысяч уведены в рабство. Видя, что положение критическое, очухавшийся Грозный, ставший вдруг вежливым и покладистым в переписке с победившем его сопернике, предложил передать Девлет-Гирею в личном письме: «Ты в грамоте пишешь о войне, и если я об этом стану писать, то к доброму делу не придём. Если ты сердишься за отказ по Казани и Астрахани, то мы Астрахань хотим тебе уступить. Однако, хан, почувствовав слабость опричного царя в несчастливый для него май 1571 года, отказался от «незначительной уступки» Грозного, считая, что теперь можно подчинить Крымскому ханству всё Русское государство целиком в следующем походе на Москву крымчаков.