Сначала в Черкасск пришёл грек-перебежчик и рассказал, что Муртаза-паша, комендант крепости, с начала апреля начал готовиться к осаде города: чистить рвы, стены крепости укреплять дёрном, оборудовать места и расставлять там орудия и батареи, выселять людей с пригородных посадов, а посады сжигать, чтобы увеличить видимость, создав открытое пространство, затруднить скрытные подступы.
А в мае от захваченного в плен татарина стало известно об увеличении войск гарнизона с трёх до шести тысяч человек, о получении из Константинополя новых орудий, пополнении боеприпасами и провиантом, приходе для поддержки с моря трёх боевых кораблей и десятка грузовых судов – фуркатов с янычарами. Сейчас в крепости находился семитысячный гарнизон под командованием Хасан Арслан-бея.
На совете решили рано утром отправить разведку донских казаков, чтобы открыть и разогнать форпосты неприятеля, а Гордон завтра пойдёт ближе к Азову, осадит крепость и перекроет устье Дона.
На следующий день после обеда у Лефорта царь пригласил всех генералов к столу с развёрнутой картой и указал на ней место для нахождения каждого войскового соединения: генерал Гордон проводит осадные работы крепости с юга, генерал Головин на правом фланге от него, а генерал Лефорт на левом. Царь будет в расположении войск Головина Автомона Михайловича, который ещё с малолетства находился при нём комнатным стольником.
16 июля войскам удалось захватить две каменные башни на берегах Дона выше Азова, между которыми были протянуты железные цепи, преграждающие судам выход в море.
Дважды, в августе и сентябре, царь утверждал решения Совета генералов о штурмах крепости, которые оказались безрезультатными.
Пётр Алексеевич понял, что наскоком Азов им не взять, нужна поддержка флота с моря, чтобы ограничить возможную военную помощь, поставки провианта и боезапасов в крепость.
2 октября осада крепости была снята, а в Сергиевом городке, захваченных каменных башнях, был оставлен гарнизон из трёх тысяч стрельцов с воеводой Акимом Ржевским для сохранения отвоёванного плацдарма, чтобы использовать его при следующем походе на Азовскую крепость. Все остальные войска снялись, покинули окрестности Азова и направились через Черкасск и Валуйки на зимние квартиры в Москву.
Поход по Днепру Большой Крымской рати под командованием боярина и воеводы Шереметева оказался более успешен, так как было захвачено и разрушено несколько крепостей, закрывающих устье реки Днепр. Однако и Шереметев вынужден был по указу царя отвести войска в Белгород и Севск, к местам их постоянного расположения.