Но Юсуф-бей отказался принимать участие в крымско-татарском набеге на Русь, не желая начинать вражду с Иваном Грозным, в заложниках у которого была его родная дочь Сююмбике, своевременно выданная промосковскими казанскими мурзами. Отсутствие выносливой ногайской конницы было очень неприятным фактом для крымского хана. Глядя на ногайцев, астраханский хан Ямгурчи также не давал своего согласия, затягивая с ответом. Заручившись поддержкой своего сюзерена – турецкого султана Сулеймана I, уже видевшего в московских походах угрозу своему статусу «Сотрясателя мира», – Девлет Гирей получил современную артиллерию, которой не было у татар. Кроме того, татарской орде были приданы отряды турецких янычар, специально обученных и подготовленных для захвата инженерных сооружений и укрепленных городов. В июне 1552 года Девлету Гирею донесли, будто русское войско уже отправилось в поход на Казань и находится слишком далеко от столицы, чтобы успеть остановить вторжение крымских татар и предотвратить разорение русских земель. Тогда хан Девлет I Гирей направил собранную им крымско-татарскую орду, усиленную турками, по Изюмскому шляху в свой первый поход на Русское царство. Но уже при переправе крымских татар через реку Северский Донец они были обнаружены русскими станичниками, которые немедленно отправили гонца к царю с вестью о готовящемся вторжении. И стали собирать в степи мобильные казачьи конные отряды. 19 июня Иван IV Васильевич прибыл в Коломну. Здесь ему сообщили, что полчища крымских татар уже вошли в русские земли и идут разорять рязанские и коломенские места. Было решено сделать резкий и быстрый маневр и встретить татар под Коломной. Иван Грозный распорядился Большому полку встать у села Колычева под Коломной, Передовому полку – у Мстиславля, а полку Левой руки – под Голутвиным монастырем. Пока из донесений царь и его воеводы еще не знали, что к ним идет сам крымский хан со всей своей ордой.
Девлет I Гирей вел полчища крымских татар разорять рязанские земли, опустошив которые, он рассчитывал двинуться на Коломну. Но когда пленные рязанские станичники и следопыты сказали хану о том, что под Коломной стоит сам царь Иван Грозный со своими войсками, ожидая его, чтобы сотворить с татарами «прямое дело» за православную веру, Девлет Гирей немедленно передумал продолжать набег и захотел возвратиться в Крым. Однако татарские мурзы, принимавшие участие в набеге вместе с ханом, не пожелали мириться с таким решением. И, чтобы не потерять лицо, настояли на том, чтобы пойти в тульскую землю, находившуюся в большем удалении от Коломны, учинив в Туле такой же разбой, насилие и разрушение, как и в литовском Бряславле. Девлет Гирей, послушавшись своих мурз, продолжил набег и, дабы не покрыть себя позором, решил взять хотя бы Тулу. О Казани он временно не думал, так как все войско Белого Царя оказалось рядом.
21 июня передовые отряды Крымской Орды численностью до 7 тысяч человек вышли к Туле и осадили ее. Но вскоре большая часть прибывших татар отошла от города и разъехалась загонами по окрестным селениям для грабежа. В самой Туле ожидали прихода «крымского царевича» с малым войском. Обороной города руководил князь Григорий Иванович Темкин-Ростовский, назначенный служить в Туле первым воеводой после его участия во втором Казанском походе 1550 года. Под его прямым командованием в Туле находился лишь небольшой гарнизон. Весь остальной воинский контингент был мобилизован для участия в третьем Казанском походе.
Этим же днем в Коломну, где стоял Иван Грозный с Большим полком, прискакал гонец из Тулы, присланный князем Григорием Ивановичем, с вестью о том, что отряды крымских татар уже вторглись в пределы тульской земли и осадили город Тулу, подвергнув разграблению близлежащие деревни и слободы.
Получив это послание, Иван Васильевич отправил на помощь осажденному городу полк Правой руки из Каширы под началом боярина князя Петра Михайловича ГЦенятева и воеводы князя Андрея Михайловича Курбского. Наряду с полком Правой руки было приказано отправиться в поход к Туле Передовому полку из Ростиславля-Рязанского под началом боярина князя Ивана Ивановича Турунтая-Пронского и князя Дмитрия Ивановича Хилкова. В поход также были подняты некоторые соединения Большого полка под руководством способного князя Михаила Ивановича Воротынского, стоявшие у села Колычова, невдалеке от Коломны, с тем, чтобы снять осаду с города и выбить татар из-под Тулы. Основные силы русского войска во главе с Иваном Грозным были приведены в готовность выступить против крымско-татарской орды на следующее утро в случае необходимости.
В среду 22 июня к Туле пришел сам крымский хан Девлет Гирей с сыном, своими мурзами и всей крымско-татарской ордой. Он привез с собой артиллерию, подаренную султаном, и привел под Тулу многочисленные отряды турецких янычар. Обложив город со всех сторон плотным кольцом осады, татары и турки начали готовиться к приступу.
По приказу Девлета Гирея артиллерия принялась расстреливать город и укрывшихся в нем жителей. По крепости били горящими ядрами, а татарские лучники обстреливали осажденных из луков. В результате артиллерийского огня в нескольких местах крепости вспыхнули пожары. В этот момент хан приказал янычарам турецкого султана штурмовать стены. Но немногочисленные защитники Тулы не дрогнули. Укрывшиеся в крепости женщины и дети тушили пламя пожаров, гасили огонь, уберегая от его распространения постройки внутри стен. Горожане и местные жители помогали воинам сражаться с татарами и турками на стенах и в башнях. Весь день крымско-татарские отряды приступали к тульской крепости. Защитникам Тулы удалось отразить несколько попыток штурма. Уже под вечер, во время очередного приступа, осаждавшим удалось взломать одни из ворот. Образовался пролом, через который татары и турки готовы были ринуться в крепость. Женщины вместе с малыми детьми, помогавшие воинам оборонять город, «яко мужи охрабришася», сумели не только не пропустить врагов в пробитые ворота, но и закрыть пролом завалом из камней и бруса. К вечеру атаки татар и турок на всех стенах были отражены защитниками Тулы. С наступлением темноты штурм города был прекращен. Но изможденные туляки в ожидании приступа не сходили со стен даже под покровом ночи. К городу по Каширской дороге приближалось войско князей Петра Щенятева и Андрея Курбского. После долгого и стремительного дневного перехода их полки остановились на ночлег в нескольких часах пути от Тулы, чтобы утром на марше вступить в битву с крымско-татарской ордой.
Через несколько часов, ранним утром 23 июня, Девлет Гирей, желая осуществить задуманное и захватить Тулу, велел своим отрядам возобновить штурм. Татары и турки, видя, что людей за стенами немного, уверенно пошли на приступ, используя войсковые пушки и пищали. Несмотря на это, среди защитников города начал ходить слух, будто к Туле «Царь православный приближается» со своим воинством. И надо только еще продержаться. От туляков, попадающих в бою в плен, этот слух распространился и среди татар. Лазутчики и следопыты Девлета Гирея, возвратившиеся из ночного дозора, также засвидетельствовали, что видели огромное русское войско, расположившееся на ночлег на подступах к Туле. Татары решили, что это сам Царь и Великий князь Российский Иван Васильевич идет на них со всем своим великим войском.
Вскоре защитники Тулы увидели со стен столбы дорожной пыли, клубившиеся высоко над горизонтом. Русские войска спешили на помощь осажденному городу. Узнав о скором прибытии подкрепления, первый воевода князь Григорий Иванович Темкин-Ростовский собрал вокруг себя всех уцелевших воинов и других защитников, кто мог с ним пойти, и начал приготовления для совершения вылазки из крепости. Взявшись за оружие, в один ряд с воеводами и воинами в ополчение вставали мужчины, женщины и дети. Через открытые ворота на врага устремилось вновь сформированное тульское ополчение и вступило в ожесточенную рукопашную битву с татарами.
Девлет Гирей не пожелал дожидаться подхода царского войска и бежал из-под Тулы, уводя главные силы своей орды на юг, так и не сумев ни взять, ни разрушить города. Татары отходили, оставляя свои шатры, бросая колесницы и «все стяжание их серебряное, златое и ризное». Воодушевление слабых числом защитников Тулы было настолько велико, что им удалось перебить и захватить в плен множество татар и турок. Среди убитых оказался ханский шурин Камбирдей. В ходе битвы тульскому ополчению удалось захватить у татар всю турецкую артиллерию, весь боезапас ядер, стрел и огромное количество пороха, привезенные для стрельбы по Туле и ее жителям. Между тем к обеду Ивану Грозному в Коломну гонец доставил сообщение от тульского воеводы Темкина-Ростовского о том, что пришел крымский хан с ордой и осадил город. Царь сразу же приказал своему войску выступить из Коломны и через Каширу идти к Туле. Не прошло и часа после бегства Девлета Гирея, как к городу подоспели русские полки. Первыми к Туле пришли воеводы князь Михаил Петрович Репнин из Пронска и Федор Игнатьевич Салтыков из города Михайлова. Князь Темкин-Ростовский поспешил снарядить гонца, некоего Григория Сухотина, чтобы тот как можно скорее сообщил царю известие о снятии осады с Тулы. Через три часа после бегства Девлета Гирея под Тулу пришли все воеводы с полками, посланные Иваном Грозным на защиту города, и встали на том же месте, где еще несколько часов назад стояли ханские шатры. К этому же времени начали возвращаться отряды татар, которые были в загонах и поэтому еще не знали, что хан бежал, бросив их, а у стен Тулы уже стоит русское войско.