Царь Иван послал приказ Шаху-Али и воеводам привести всю горную (правую) сторону к присяге и послать отряды черемис на казанские земли, а с ними отправить детей боярских и казанских князей — следить, верно ли черемисы служат государю. Воеводы привели к присяге черемисов, чувашей, мордовцев и сказали им: «Вы государю присягнули, так ступайте, покажите свою правду государю, воюйте его недруга». В конце концов вся горная сторона, то есть черемисы, чуваши и другие племена приняли русское подданство.
Отделение от Казанского ханства горной стороны и засилье крымцев вызвали сильное раздражение в Казани. В воздухе запахло новым переворотом. Но, не дожидаясь его, оглан Кучак, крымские мурзы и князья решили бежать из города, бросив там жен и детей. Всего бежало свыше 300 человек. На переправе через Каму их перехватил вятский воевода Зюзин. Часть крымцев была перебита на месте, а 46 наиболее знатных пленных, в том числе Улан Кучак, были отосланы в Москву, где, по словам летописца, «казнены смертию за их жестокосердие».
После бегства крымской правящей верхушки из Казани тут же были отправлены послы в Москву с челобитной к государю, чтобы он их пожаловал, пленить не велел, дал бы им на ханство царя Шаха-Али, а царя Утямыша с матерью Сююн-Бике взял бы к себе. На это Иван IV ответил, что пожалует Казанскую землю, если казанцы выдадут ему Утямыша с матерью, всех крымцев и их детей, а также освободят всех русских пленников.
Алексей Адашев отправился в Свияжск объявить Шаху-Али, что государь жалует ему Казанское царство, луговую (левую) сторону и Арску, но горная сторона отойдет к Свияжску, потому что «государь саблею взял ее до челобитья казанцев».
Требование раздела Казанского царства сильно оскорбило Шаха-Али, но бояре прямо объявили ему, что решение ни под каким видом изменено не будет. То же было сказано и казанским вельможам, когда они начали было говорить, что землю разделить нельзя.
11 августа 1551 года казанские власти выдали русским хана Утямыша, царицу Сююн-Бике, двух детей оглана Кучака и сына оглана Ак-Мухаммеда. Их отправили в Свияжск в сопровождении князя Бибарса Растова и хаджи Али-Мердена. Представитель русского правительства князь П. С. Серебряный встретил их около устья реки Казанки. На следующий день пленников отправили в Москву в сопровождении князей Серебряного и Кострова, хаджи Али-Мердена, боярских детей и отряда стрельцов. 5 сентября пленники прибыли в Москву.
13 августа 1551 года хан Шах-Али и русские воеводы высадились в устье реки Казанки, что в семи верстах от Казани. Хан послал в Казань своего дворецкого с имуществом, чтобы приготовить ему дворец. На следующий день на устье реки Казанки состоялся курултай, на котором решался вопрос о горной стороне. Русские бояре зачитали собранию договорные условия, предложенные московским правительством. Казанцы «все стали о горной стороне говорити, что того им учинити не можно, что земля разделити». «Много о том спорных слов было», но русские упорно стояли на своем, что «Бог государю то учинил», что «тому уже инако не бывать, как его Бог учинил», и добились того, что казанцы согласились на предложенные русскими условия. Договор был подписан. Горная сторона отошла к русскому государству. Было отменено рабство для христиан, и все русские пленники должны были быть освобождены. В первую очередь должны были получить свободу невольники, которыми владели в Казани князья. Остальных же рабов казанцы дали обязательство также освободить, «а уведает государь полон христианской в работе бусурманской, и у кого вымут, того казнити смертию». Если казанцы освободят не всех русских невольников, то московское правительство пойдет на них войной. Таким образом, согласно условиям договора, казанским татарам запрещалось под страхом смертной казни иметь русских рабов. Это стало важнейшей экономической реформой.
16 августа хан Шах-Ал и прибыл в Казань. С ним прибыл гарнизон (300 касимовских татар и 200 русских стрельцов), который расположился вокруг дворца. На следующий день хан приказал собрать всех пленных у своего дворца и объявил им свободу. В первый день было освобождено 2700 человек. А всего в Свияжске было зарегистрировано 60 тысяч освобожденных невольников. Пленные являлись в Свияжск, а оттуда уже «все по своим местам, кому куда ближе, туды пошли».
Хан Шах-Али решил потребовать у Ивана IV возвращения горной стороны Казанскому ханству. То ли ему надоело быть московской марионеткой, то ли он понял, что без горной стороны ему недолго придется царствовать.
В октябре 1551 года в Москву было отправлено посольство, в составе которого находилось много знатных казанцев — князь Нур-Али, ханский дворецкий князь Шах-Абас Шалов, бакши Абдулла и другие. Посольство просило Ивана IV уступить горную сторону, на что последовал категорический отказ царя. Тогда послы попросили хотя бы разрешить собирать подати на горной стороне в пользу Казани, то есть ввести там совместное правление. И на это последовал отказ. Мало того, бояре заявили послам, что те останутся в Москве в качестве заложников до полного освобождения всех русских невольников.
Естественно, эта акция вызвала недовольство в Казани. Князь Бибарс Растов с братьями возглавил заговор против Шаха-Али и вступил в переписку с ногайским ханом. О заговоре стало известно хану. Шах-Али поступил в лучших восточных традициях — пригласил заговорщиков на пир во дворец и велел верным мурзам перебить их всех за столом. Части заговорщиков удалось вырваться из дворца, но их уже поджидали сабли и бердышы русских стрельцов. Всего было убито 70 знатных татар. Несколько десятков заговорщиков бежали в Ногайскую орду.
Хан избавился от заговорщиков, но возбудил ненависть большинства жителей Казани. В Москве были хорошо осведомлены о ситуации в ханстве. Царь с боярами долго думали, как помочь хану, но в конце концов пришли к заключению, что его положение безнадежно. Было принято решение низложить Шаха-Али и назначить в Казань царского наместника.
В феврале 1552 года в Казань прибыл царский посол Алексей Федорович Адашев с предложением Шаху-Али впустить в Казань русского наместника и сдать ему крепость. Хан категорически отказался, «и много о том речей спорных было». Шах-Али сказал: «Я мусульманин, и не хочу восстать на свою веру», но дал согласие на отречение от престола. 6 марта хан вместе с русским гарнизоном выехал из Казани в Свияжск. Хитростью ему удалось вывезти из Казани 84 человека татарских князей и мурз, которых он передал русским в качестве заложников. В тот же день в Казани была оглашена царская грамота, в которой говорилось, что «по казанских князей челобитью» государь низложил хана с престола и дал им своего наместника свияжского воеводу князя Семена Ивановича Микулинского. Все казанские «лучшие люди» должны явиться в Свияжск и принести присягу наместнику. Таким образом, Казанское ханство присоединялось к Московскому государству. Известие это было встречено казанцами довольно спокойно.
На следующий день, 7 марта, Чапкун Отучев, Бурнаш и стрелецкий голова Иван Черемисинов прибыли в Казань и привели казанцев к присяге.
Царский наместник С. И. Микулинский должен был торжественно въехать в Казань 9 марта 1552 года. Вечером 8 марта в Казань прибыл его багаж с 70 русскими казаками.
