當時，喀山守軍隻有三萬餘人，但鬥誌高昂，發誓決一死戰。伊凡四世意識到這將是一場惡戰。23日，他命令攻城，俄軍如潮水般湧到城下，奇怪的是城中竟無一人還擊。原來，人們都躲進市中心的中央堡壘裏去了。當俄軍走近時，保壘寨門突然大開，凶猛的韃靼人個個扮裝得像青麵獠牙的惡魔一樣衝了出來。俄國的士卒從未見過這種陣勢，一個個嚇得麵如土色，跪倒在地，求上帝保佑。軍官們見狀，連踢帶打，才算把隊伍帶出城外。
沙皇心急火燎，在焦躁中突然計上心頭。他立刻發布命令，讓工兵開始挖地道，直通到韃靼人的堡壘之下，然後堆上炸藥。隻聽一聲巨響，大地都在顫抖，韃靼人的肢體隨著爆炸聲飛上了天空。十萬俄軍齊聲高呼道：“上帝與我們同在！”
俄軍衝進城內後，見人就殺，甚至連婦女和兒童都不放過，直殺得血流成河，屍積如山。
沙皇征服了喀山之後，回到莫斯科，受到了熱烈的歡迎。
勝利的喜悅心情平靜下來後，沙皇又覺得美中不足了：俄羅斯屬內陸國家，沒有出海口。要想稱霸歐洲，就必須占領立沃尼亞地區，打開波羅的海的出海口。思考成熟後，沙皇對群臣說：“波羅的海海水的分量是值得用金子來衡量的。”
經過一番準備，1558年1月，沙皇借口立沃尼亞騎士團與立陶宛結盟反對俄羅斯，發兵向波羅的海沿岸大舉進攻。
這次戰爭共進行了二十五年，分三個階段，其間大小戰役不勝枚舉。
關鍵的第三階段是從1561年開始的。戰爭進入最後階段時，立沃尼亞戰爭已演變成國際戰爭。波蘭、立陶宛、瑞典等國都卷入了戰爭。
這一階段剛開始時，戰爭形勢對俄軍有利。沙皇的軍隊節節勝利，甚至威脅到立陶宛首都維爾紐斯的安全。
這時，沙皇手下的一員猛將庫爾布斯基因在戰場上失利，被沙皇痛斥了一頓。他心有餘悸，便投降了波蘭軍隊。庫爾布斯基為了對自己的行為進行辯解，特地寫了一封長信，派心腹送給沙皇。沙皇接過信後，勃然大怒，用鐵杖的銳利尖頭刺透送信人的腳麵，將他釘在地上，還用凶狠的雙眼怒視著信使。信使也不示弱，雖然血流滿地，仍咬緊牙關，一聲不哼。
一個官員用顫抖的聲音讀著那封信：“使全世界最背信棄義的君王也望塵莫及的暴君，現在聽我進言……你為什麼要用酷刑折磨以色列勇士，難道他們不是上帝送給你的傑出的武士嗎……你有眼無珠，視道德為邪惡，認光明為黑暗；那些當之無愧的俄羅斯保衛者，他們怎麼冒犯過你呢……我隻有一言相告：迫使我背棄神聖俄羅斯的是你。我為你灑過熱血，此刻籲請洞悉人心的上蒼為我複仇……永別了！我們從此刻永別，隻有到最後審判時，你才能見到我。不過，無數冤魂流下的淚水正準備使你這位暴君受刑。那些亡靈才真是可怕！你屠殺的那些人正聚集在上蒼寶座四周，要求報仇雪恨。你的軍隊救不了你……但願這封血淚寫成的信將埋到我的墳墓內，我要帶著它去接受上帝的審判。阿門。”
沙皇聽完信後，氣得臉色鐵青，眼睛裏噴出怒火，好像要一口把那信使吃掉似的。他從牙縫裏擠出四個字：“處以極刑！”
庫爾布斯的投降，使俄軍受到不可彌補的損失，敗局是不能挽回了。1583年，沙皇被迫停戰。俄國不但沒有奪得波羅的海的出海口，反而把一部分俄國領土割讓給了敵國。
從此，沙皇一反常態，整天裏酗酒放縱，喜怒無常，猜忌多疑。這樣，嚴重地損害了他的身心健康。
1584年初，沙皇體力不支，衰老迅速，全身浮腫，皮膚一片一片地脫落，渾身散發著難聞的臭氣。
一天傍晚，沙皇感到室內煩悶，想起當初沒有病時，經常在外麵觀星，便命侍從將他抬到室外。抬頭望著滿天繁星，他心中豁然開朗。這時，空中突然出現一顆尾部呈十字架形的彗星。沙皇立刻愣住了，臉上呈現出一副淒慘的表情。他凝視著夜空，喃喃自語道：“這是我歸天的預兆。”
彗星過去不久，沙皇於3月18日駕崩了。他活了54歲。
伊凡四世在位時，俄羅斯向東擴張，囊括了伏爾加河流域。
伊凡四世是俄羅斯第一個沙皇，對俄國專製製度的確立和俄羅斯中央集權國家的鞏固起了重大的作用。