喀山城有护城河，沙俄士兵挖掘时胆战心惊，唯恐突然有河水灌入，将他们全部淹死。

虽然沙俄士兵一度将地道挖掘到距离城墙仅有100到150米，如何绕过护城河就是很大问题，只能暂时停工。即便如此，这么近的距离，沙俄的重型火绳枪和轻型火炮都可以杀伤城墙上的目标，喀山守军非常不利。

为此，喀山守军组成了敢死队，他们乘着夜色爬到城墙下，游过护城河攻击对岸的俄军，摧毁他们的火炮和火绳枪。

高大的攻城塔被证明无用，这里是山丘地形，喀山城内的箭塔更高，还可以不断增高。

火炮轰击城墙倒是有一定作用，导致喀山木制城墙不断破损。不过，木制城墙的一个优势就是可以不断用木材修复。

此时伊凡雷帝做出了决定性的一个军事部署。在西方工程师的介绍下，沙俄军队用炸药炸毁了喀山城内所有水井的地下水道。于是，喀山城内的居民失去了水源，只能冒着生命危险去护城河打水，这会遭到沙俄军队的密集射击。断水导致守军战斗力大减，只能勉强支持。

由于断水，8月30日，城内守军开始了一系列反击作战，这恰好中了伊凡雷帝的计谋。

城外修建了大量地道和战壕，守军刚刚冲出来就会遭到射击。即便他们能够突破战壕，还会遭到大量沙俄步兵和骑兵的近距离砍杀。喀山守军数量只是沙俄军队的五分之一，这些攻击只是徒增伤亡而已。

喀山城内十分困难，在城外的游击队部队主要是骑兵，开始对沙俄军队发动大规模攻击。然而，沙俄的骑兵也很多，尤其是贵族骑兵很多也是突厥人，对喀山骑兵的一切都非常了解。依靠兵力的优势，沙俄骑兵连续胜利，喀山骑兵连续攻击数日后，因伤亡过大被迫撤退。

到了9月8日，喀山城内越来越危险，城墙已经残破不堪，几乎无法有效防御了。

喀山将领雅潘查接到了城内紧急救援的请求，焦急万分。他只有三四千骑兵，无力同沙俄大军对抗。之前他连续进行破坏作战，袭击沙俄的补给线和零散部队，杀死上千敌人，引起伊凡雷帝的震怒。