При царе Иване IV Грозном Русское царство расширяло свои владения. Походы Ивана на запад против Швеции и Польши оказались в большой своей части неудачными, поэтому страна стремилась увеличить свои владения на Востоке. После падения города Казани ногайские князья предложили Ивану захватить Астрахань. В 1555 г. к нему также пришли послы от сибирского князя Едигера с просьбой принять их в русское подданство.
В то же время набеги татар на приграничные русские земли возле Перми стали постоянными. Местные владетели этих земель, братья Строгановы, которые имели от царя грамоту на заселение пустующих земель, обратились с просьбой к казакам, отряды которых увеличивались на окраинах государства. Строгановы наняли отряд казаков численностью 540 человек.
1 сентября 1582 г. экспедиция Ермака выступила в поход на Сибирь. Чуть позднее к ним примкнул ещё один отряд численностью 300 человек. Таким образом экспедиция Ермака, выступавшая против Сибирского ханства, насчитывала чуть менее тысячи человек. Сами Строгановы дали им жалование, припасы, одежду, переводчиков, и также, что было очень важно, партию огнестрельного оружия.
Ко времени подхода казаков к столице Кучума, городу Кашлыку, его укрепления сильно обветшали и пришли в негодность. Кашлык был окружен земляным валом, но и тот осыпался, сделанные из дерева стены осели и частями погнили. Войско Кучума не могло рассчитывать на силу крепости и поэтому решило принять бой на берегу и у подножья горы. Хан Кучум расставил лучшие свои силы за поваленными стволами. Он также решил установить несколько пушек, однако во время сражения они так и не выстрелили.
Татары решили ждать атаки Ермака, чтобы, обороняясь за стволами, не попасть под пули казаков, а затем, позволив Ермаку приблизиться к ним, решить сражение крупной рукопашной схваткой, используя численный перевес.
Казаки, приблизившись к берегу, стали обстреливать сибирцев и одновременно высаживать своих на берег. Татары в свою очередь стали стрелять в тех из луков и старались заставить казаков отойти к стругам. Пушки казаков вели непрерывный огонь, но особого вреда засевшим за бревнами татарам не смогли причинить.
Маметкул, главнокомандующий татарской армией, проделал в засеке три прохода, и отдал приказ, выйдя из-за неё, атаковать казаков. Как только татары стали приближаться к ним, казаки построились в каре и поставили посередине стрелков с пищалями. Наступавшие впереди сибирского войска ханты и манси (остяки и вогулы) после первых же выстрелов растерялись и стали выводить своих людей из битвы.
Татары, несмотря на панику в передних рядах, продолжали наступать и смогли добежать до рядов казаков. Пытаясь опрокинуть каре, они смешались с казаками и пошли в рукопашную. Однако казачьи пищали оставались защищёнными внутри каре и продолжали вести огонь по татарам, причиняя тем большой урон. Сам Маметкул стал собирать вокруг себя остатки конницы, чтобы ударить ей по казакам и тем самым разбить последних. Однако он был свален шальной пулей и упал из седла. В тот же момент один из казаков чуть не захватил его в плен. Татары все-таки смогли отбить Маметкула и на лодке вывезли его из места сражения.
Ранение Маметкула вызвало настоящий хаос в сибирском войске. Началась паника, и сибирцы стали повально разбегаться.
Потерпев поражение, хан Кучум ушёл с верными ему слугами в Барабинскую степь. Союзники Кучума, включая и остяцких князей, покинули его. 26 октября (7 ноября) в Кашлык вошли отряды казаков, а обширное Сибирское царство вскоре полностью развалилось. Большинство его территорий вскоре вошли в состав Московского царства. Победа Ермака Тимофеевича открыла путь для развития обширных территорий Сибири для московских купцов, промышленников и исследователей, что впоследствии привело к распространению русской власти на всей Сибири. Сам хан Кучум, наблюдая за сражением с горы, бежал, бросив столицу Кашлык. Отряд Ермака не преследовал татар, возможно потому, что был малочисленным, или казаки опасались какой-нибудь засады. На ночь они отошли в Атик-город. Через несколько дней сибирское войско полностью разложилось и перестало существовать.