В то время когда оставленные 200 казаков плыли по реке и обстреливали татар с реки, главные силы казаков ночью появились в тылу татар и атаковали с тыла. Татары были разбиты, бросили позиции, и казаки двинулись дальше.

Маметкул, отойдя после понесенного поражения у «Долгого Яра», выслал навстречу казакам пехоту с тяжелыми луками, которая с берегов обстреливала казачьи струги, так что стрелы их пробивалы доски стругов. Летописец сообщает, что казаки начали «молиться», и совершилось чудо. Образ Спаса, возимый на одном из стругов, поднялся и пошел по берегу Тобола. Увидев это, казаки воодушевились, двинулись вперед, и стрелы не стали причинять им вреда. Когда же казаки прошли опасное место, образ Спаса стал на место.

Сопротивление было сломлено, казаки двинулись дальше и, не дойдя 16 верст до устья Тобола, подошли к полуострову, окруженному озером, на котором находился юрт знатного хана Карачи. Для защиты юрта было собрано большое количество войска. Татар было такое количество, что казаков «объял страх» и они стали требовать возвращения назад. Атаманы убедили казаков продолжать путь, а перед предстоящим сражением был объявлен сорокадневный пост.

После поста, 1 августа, казаки пошли на штурм юрта Карачи. «Раб Божий, Герман (по летописным сведениям – имя Ермака), после поста устремился на город Карачи, и сам Герман и казаки видели Спаса, помогающа им. Город Карачи был расположен в низовьях Тобола и находился на ближайших подступах к столице Кучума Искера или Сибири. Юрт Карачи был одним из богатых, в нем выделывались панцири, кольчуги и всякая разная сбруя». Заняв Карачи, казаки получили в нем большую добычу серебра и драгоценных камней, а также много хлеба, скота и меда.

Предстоял последний и решительный бой за столицу Кучума – Искер. Для защиты Искера Кучум избрал излучину р. Иртыша с крутыми берегами, т. наз. «Чувашский Мыс». На пути движения казаков были сделаны засеки. Главная позиция имела форму двуярусной обороны. В нижней части была подготовлена позиция для главных сил, наверху обрыва – устроена для сильного резерва, с двумя пушками.

14 сентября 1581 года, как повествуют летописи, Ермак покинул Карачи и двинулся вниз по Тоболу. В устье Тобола казаки разбили передовой отряд татар, вошли в реку Иртыш и дошли до юрта Узбека Атика. Перед казаками сосредоточено было Кучумом до 30 000 татар. У казаков снова возникло колебание, и они думали о возврате. Ермак решил остаться в Атике на зимовку, но Кучум не оставил казаков в покое и вызвал их на решительный бой.

23 октября передовой отряд татар приблизился к расположению казаков и обстрелял их из луков. Казаки крикнули: «С нами Бог!» и бросились на татар. Отбросив передовой отряд, казаки встречены были главными силами Маметкула, и началось главное сражение, решившее участь столицы Сибирского царства. Татары дрались отчаянно. Маметкул занимал нижнюю позицию, Кучум с резервом и пушками – занимал верхний ярус, откуда татары стреляли в казаков из тяжелых луков. Пушки же, имевшиеся у Кучума, оказались заговоренными казаками и не стреляли. Маметкул был ранен и его унесли с поля сражения. В отряде татар произошло замешательство, и они стали разбегаться. Кучум тоже должен был спасаться бегством; пушки, бывшие при нем, приказал сбросить в Иртыш, и его армия распалась. Казаками была одержана полная победа. Они преследовали татар два дня, 24–25 октября, и вели бои с остатками армии Кучума на подступах к Искеру (или Сибири).

В ночь на 26 октября 1581 года Кучум собрал свои богатства и драгоценности и с приближенными людьми бежал из столицы. 26 октября казаки подошли к столице и после тщательного осмотра окрестностей заняли главный город Сибирского царства – Сибирь.