Весной 1571 года Девлет-Гирей собрал крупное войско. По разным данным, оно насчитывало от 40 000 до 120 000 тысяч крымской орды и ногаев. Из этой разбежки наиболее реалистичной выглядит цифра в 40 тысяч воинов. Но вместе с тем, в пользу того, что татар было меньше можно привести такой аргумент, как действия русской сторожи, умудрившейся на время упустить татарские рати из виду.
Основные силы Русского царства в тот момент были связаны Ливонской войной, поэтому «береговые воеводы» на Оке имели в своём распоряжении не более 6 тысяч ратников. Историк В.В. Пенской считает, что В.В. Каргалов и Р.Г. Скрынников заблуждались, считая эти 6 тысяч общей численностью всей русской рати – из контекста посланий Ивана IV следует, что эти 6 тысяч были «его» ратью – сиречь опричным войском, которое он и вел к Серпухову.
Первоначально крымский хан намеревался ограничиться набегом на Козельские места, но получив сообщения от русских перебежчиков, в частности от сына боярского Кудеяра Тишенкова, его армия обошла серпуховские приокские укрепления с запада и переправившись вброд через Угру, вышла во фланг русской армии, насчитывавшей не более 6000 человек. Сторожевой отряд русских был разгромлен крымцами, которые устремились к русской столице, угрожая отрезать пути отступления на север малочисленным русским войскам. Не имея сил остановить наступление врага, воеводы отступили к Москве. Окрестное население также бежало в столицу. Царь Иван IV тем временем выехал в Ростов.
Хан вышел к Москве одновременно с воеводами и разграбил лагерь под Коломенским. 3 июня крымские отряды разорили незащищенные слободы и деревни вокруг Москвы, а затем подожгли предместья столицы. Благодаря сильному ветру огонь быстро распространился по городу. Гонимые пожаром горожане и беженцы бросились к северным воротам столицы. В воротах и узких улочках возникла давка, люди «в три ряда шли по головам один другого, и верхние давили тех, кто были под ними». Земское войско, вместо того, чтобы дать бой крымцам в поле или на окраинах города, стало уходить к центру Москвы и, смешавшись с беженцами, утратило порядок; воевода князь Бельский погиб во время пожара, задохнувшись в погребе своего дома. В течение трех часов Москва выгорела дотла. Пожар мешал татарам грабить в предместьях. Осаждать Кремль хан не решился и ушел с множеством пленных, по некоторым данным, до 150 тысяч, услыхав о приближении большого русского войска. На другой день крымцы и ногайцы ушли по рязанской дороге в степь.
Оценить количество погибших и захваченных в плен представляется весьма трудным, историки называют цифры от 60 до 150 тысяч уведённых в рабство и от 10 до 80 тысяч погибших при нападении крымцев на Москву. Учитывая общую численность населения Московского государства в XVI веке, это число представляется завышенным, однако, как бы то ни было, ущерб без сомнения был огромен. Необходимо учитывать и то, что в Москве находились жители окрестных городов, надеявшиеся в столице найти защиту от нашествия татар.
Ошеломлённый разгромом Иван Грозный в ответном послании ответил, что согласен передать под крымский контроль Астрахань, но Казань вернуть Гиреям отказался.
Многие советники Девлета I Гирея рекомендовали хану согласиться, однако в нём взыграла гордость, ибо хан не хотел нарушать данного обещания вернуть Казань своему роду. Более того, окрылённый успехами летней кампании, он выдвинул план полного разгрома и подчинения русского государства. И уже в следующем году нападение крымской армии повторилось. Однако битва при Молодях свела на нет успехи крымского хана.
