Тюменские воеводы обложили ясаком татарские улусы по Туре, Исети, Пышме и Среднему Тоболу. Расположенный на старинной караванной дороге из Средней Азии в Поволжье, Тюменский город стал быстро заселяться русскими людьми и сделался торговым центром Западной Сибири.

По указанию из Москвы, воеводы Тюменского города В. Сукин и И. Мясной скомплектовали отряд во главе с Данилой Чулковым и двинули его вниз по Тоболу для строительства нового русского укрепления неподалеку от бывшей ханской ставки — Кашлыка. Местом для возведения русской крепости Д. Чулков выбрал высокий берег Иртыша против устья Тобола. Построенный здесь в 1587 году городок, названный Тобольским, представлял собою небольшое укрепление с деревянными стенами, под защитой которых располагались избы служилых людей.

Отсюда началось наступление против Сейдяка и его сторонников, в котором принимали участие служилые люди, прибывшие с Д. Чулковым для строительства Тобольска, а также стрельцы И. Мансурова и казаки М. Мещеряка, находившиеся в Обском городке. После ряда сражений Сейдяк был пленен и отправлен в Москву, а Кашлык постепенно перестал существовать.

Поскольку одним из основных стимулов русской колонизации Сибири на начальном этапе была пушнина, то, естественно, продвижение шло в первую очередь и главным образом в таежные и тундровые районы Сибири, наиболее богатые пушным зверем. Продвижение именно в этом направлении было обусловлено также исключительно слабой заселенностью тайги и тундры и угрозой опустошительных набегов для лесостепных и степных районов Южной Сибири со стороны кочевников казахских и монгольских степей.

В начале 1593 года развернулось наступление против враждебного России пелымского князька Аблагирима, союзника Кучума. Для этой цели в Чердыни началось комплектование отряда, воеводами которого были назначены Н. В. Траханиотов и П. И. Горчаков. Кроме строгановских ратных сил в его состав вошли служилые люди, собранные в северных уездах русского государства, а также манси, живущие в Приуралье. Сопротивление Аблагирима было сломлено, подвластная ему территория вошла в состав России; младший сын Аблагирима Таутай и внук Учет в качестве пленников были отправлены в Москву. Летом 1593 года участники отряда начали строительство на берегу реки Тавды, около устья Пелыма, нового русского укрепления, получившего название Пелымского городка. Тем самым был обеспечен путь между Лозьвинским городком и Тобольском.

Между тем в 90-е годы XVI века в лесостепной полосе Западной Сибири продолжалась борьба с остатками орды Кучума. Кучум со своими сторонниками кочевал в бассейне Иртыша, совершая набеги на татарские улусы, признавшие власть русского царя. Для предотвращения разорительных набегов Кучума правительство решило построить на Иртыше у впадения в него реки Тары новый опорный пункт. Сооружению крепости на Иртыше придавалось большое значение. Экспедиционный отряд, который был направлен для строительства этой крепости, насчитывал свыше 1500 человек. Кроме того, в него были широко привлечены для борьбы против Кучума представители коренного сибирского населения. Возглавлял отряд А.В. Елецкий. Основные строительные работы по сооружению крепости закончились летом 1594 года. Русская крепость на Иртыше возле речки Аркарки получила название Тарского города. В составе постоянного тарского гарнизона было оставлено 320 человек.

Татарские улусы по Иртышу от Тобольска до Тары были включены в состав вновь образованного Тарского уезда. До основания Тары жители ряда иртышских улусов были двоеданцами: они платили ясак пушниной тобольским властям и дань Кучуму. Сборы дани обычно сопровождались разорительными вторжениями Кучумовых сборщиков в юрты местного населения. Под защитой Тарской крепости жители Прииртышья получили возможность избавиться от господства Кучума.

Основное назначение Тарского города заключалось в организации обороны русских владений в Прииртышье от притязаний степных кочевников, окончательном разгроме Кучумовой орды и взимании ясака в царскую казну с местного населения. Служилые люди Тары выполняли военно-сторожевую службу в пограничном со степью районе, наносили ответные удары Кучуму и его сторонникам, расширяли подвластную русскому царю территорию.

Тарские воеводы, выполняя указания правительства, пытались завязать с Кучумом переговоры. В 1597 году ему была отправлена царская грамота, которая призывала Кучума прекратить борьбу с Россией и принять русское подданство. Русское правительство обещало закрепить за ним кочевья по Иртышу. Переговоры не дали положительных результатов. Тарским воеводам стало известно, что Кучум готовится к набегу на русские селения и ведет переговоры о военной помощи с Ногайской ордой и Бухарским ханством. После этого воеводы Тарской крепости получили из Москвы распоряжение организовать военный поход против орды Кучума. Скомплектованный Андреем Воейковым отряд из русских служилых людей и служилых татар Тары, Тобольска и Тюмени вышел в поход в августе 1598 года. После ряда небольших сражений со сторонниками Кучума и зависимыми от него людьми в районе Барабинской степи отряд Воейкова внезапно напал на главное стойбище Кучума, находившееся недалеко от устья речки Ирмени, левого притока Оби. Жившие по соседству в левобережье средней Оби чатские татары и телеуты не успели оказать ему помощь. Ставка Кучума была разгромлена, а члены ханской семьи взяты в плен. В бою погибли многие представители знати, родственники Кучума и свыше 150 рядовых воинов. Около сотни татар, оттесненных к Оби, пытались переплыть ее, но многие из них утонули. Кучуму с небольшой группой воинов удалось бежать.

Дальнейшие сведения о Кучуме носят разноречивый характер. В некоторых источниках говорится о том, что Кучум утонул в Оби, другие сообщают, что бухарцы, заманив его «в колмаки, Оманом убили». С.У. Ремезов же в своей летописи упоминает о столкновении Кучума с калмыцкими тайшами на Иртыше, после которого Кучум бежал с «малыми людми в Нагайскую землю жити», где и был убит.

Чатские татары спешили заявить о своем желании принять русское подданство и объяснили, что раньше не могли этого сделать потому, что боялись Кучума. Полный разгром Кучумовой орды произвел громадное впечатление на зависимое и полузависимое от нее население, занимавшее район Барабы. Приняли русское подданство барабинские и теренинские татары, ранее платившие дань Кучуму. В составе Тарского уезда были закреплены улусы, располагавшиеся в бассейне реки Оми.

В начале XVII века эуштинский князец Тоян приехал в Москву и обратился с просьбой к правительству Бориса Годунова взять под защиту Русского государства селения томских татар в нижнем Притомье и поставить в их земле русскую крепость. Со своей стороны Тоян обязался помогать царской администрации нового города в обложении ясаком соседних с томскими татарами тюркоязычных групп.

В марте 1604 года в Москве окончательно было принято решение о строительстве города на берегу реки Томи. Воеводы сибирских городов получили указания о комплектовании экспедиционного отряда под начальством Г И. Писемского и В. Ф. Тыркова. Формирование отряда происходило в Сургуте. В него были включены тобольские и тюменские служилые люди, пелымские стрельцы, тобольские татары и кодские ханты. С началом навигации 1604 года отряд отправился из Сургута на судах вверх по Оби до устья реки Томи и далее вверх по Томи до земель томских татар князца Тояна. Местом для сооружения укрепленного пункта был избран высокий мыс горы на правом берегу Томи у впадения в Томь речки Ушайки против Тоянова городка, расположенного на левом берегу Томи. К концу сентября 1604 года строительные работы по сооружению Томского города в основном окончились.

Часть прибывших с экспедиционным отрядом людей была отправлена к прежнему месту службы, другая оставлена в новой крепости на постоянное жительство. Вслед за ратными людьми в Томске, как и в других сибирских городах, появились русские крестьяне и ремесленники. В начале XVII века Томск был самым восточным городом Русского государства. Прилегающий к нему район нижнего течения Томи, средней Оби и Причулымья вошел в состав Томского уезда.