О численности русской рати точных данных нет. Путешественник Адамс сообщает, что для похода на Казань было собрано до 150 тыс. человек. Эта цифра нереальна уже по одному тому, что она дает на каждый километр обвода города 30 тыс. человек, т. е. 30 человек на один погонный метр. Такая концентрация сил нерациональна.

В «Истории о великом князе Московском» князь Курбский сообщает некоторые цифры. Полк правой руки, которым он командовал под Казанью, имел 18 тыс. конницы и пехоты, ертаул – 7 тыс. конницы, царский полк – 20 тыс. человек (всего 45 тыс. человек). Нет данных о четырех полках, в том числе о большом полку. Курбский сообщает о разделении русской рати в ходе осады Казани пополам. В одной такой половине было 30 тыс. конницы и 15 тыс. пехоты, т. е. всего 45 тыс. человек. Следовательно, в двух половинах могло быть 90 тыс. воинов. Однако царский полк, конечно, не имел 20 тыс., а раза в два меньше. Кроме этого, источники отмечают, что под Тулой полки передовой и правой руки вместе имели 15 тыс. Поэтому под Казанью один полк правой руки вряд ли мог иметь 18 тыс. человек. Русская рать максимально могла насчитывать 50 тыс. человек, что дает 10 тыс. человек на 1 км обвода города, или в среднем 10 человек на один погонный метр. Нереальность цифр 90—150 тыс. убедительно доказывается еще и тем, что только в 1630 г. общее число всех ратных людей достигло 92,5 тыс. человек, а в середине XVI в. их было значительно меньше.

Более точные данные имеются о наряде, отправленном судовой ратью. В наряде насчитывалось 150 орудий крупных калибров, «окромя того были польные многие» (Курбский), т. е. кроме осадной артиллерии имелось много полевых пушек.

Судовая рать доставила большое количество пороха как для наряда, так и для минных работ. С нею же ехали купцы со множеством товаров для воинов.

16 июня 1552 г. русская рать выступила из Москвы. По дороге к Коломне было получено донесение о том, что крымские татары идут на Рязань и Коломну, В связи с этим движение на Казань было приостановлено и главные силы рати развернулись на фронте Коломна – Кашира: полк правой руки – в Кашире, большой полк – у Колычева, передовой – у Ростиславля, левой руки – у Голутвина, царский полк – в Коломне. Сторожевой полк и ертаул, оставаясь у Мурома, прикрывали левый фланг рати и угрожали правому флангу наступавших крымских татар. Была организована разведка, которая получила задачу «выведываться» о противнике, «бо неведомо еще было на которое место итти».

22 июня разведка сообщила о появлении под Тулой небольшого отряда крымских татар. 23 июня пришло донесение от тульского наместника Темкина, что Тулу осадили значительные силы хана, в составе которых имелось «много пушек и янычар султанских». Турецкий султан усилил своей пехотой войско крымского хана для набега на Москву с целью срыва казанского похода русских.