Отвлекали татар возобновившиеся нападения запорожских и донских казаков на ногайские улусы и азовские места. В августе 1634 г. запорожцы осадили Азов, а в октябре под этой крепостью действовали объединившиеся донские и запорожские отряды, штурмовавшие городские укрепления и едва не овладевшие ими. Однако, захваченная казаками наугольная башня обвалилась, засыпав проход в город. При этом был ранен казачий атаман Епиха Радилов. Приближение к Азову ногайских отрядов вынудило казаков снять осаду и отступить.
Весной 1635 г. 2 казачьих флотилии разорили окрестности Керчи и захватили в Азовском море 4 турецких купеческих корабля, сожгли город Кают в Турции и благополучно вернулись обратно. Была установлена почти полная блокада Азова. В степи стояли конные казачьи заставы, в устье Дона находились донские и запорожские струги, стерегущие движения вражеских кораблей.
Попытку овладеть Азовом казаки повторили в 1637 г. На этот раз они действовали большими силами и гораздо удачнее. Воспользовавшись начавшейся войной между Турцией и Персией, а также уходом войска крымского хана в поход на Молдавию (в составе этой орды ушли в набег ногаи, улусы которых прикрывали ближние подступы к Азову), казаки задумали напасть на турецкую крепость. 9 апреля 1637 г. в Монастырском городке собрался войсковой круг, На нем было решено «Идти посечь басурман, взять Азов и утвердить в нем веру православную». 20 апреля в поход на Азов выступило войско под командованием походного атамана Михаила Ивановича Татаринова. В его составе было 4 тыс. запорожских казаков атамана Петра Матьяша, которым за участие в этом набеге была обещана половина будущей добычи.
21 апреля 1637 г. крепость была осаждена. Взятие Азова отвечало интересам Русского государства и из Москвы с дворянином Степаном Чириковым в помощь казакам очень своевременно была прислана денежная и хлебная казна, а также большие запасы пороха. На 49 стругах на Дон доставили порох, ядра, 2 тыс. рублей, 400 четвертей сухарей, толокна, круп, 16 бочек вина, 40 поставов сукна, 100 пудов пороха, 50 пудов селитры, 40 пудов серы, 100 пудов свинца и 4200 пушечных ядер, к 84 бывшим у казаков пушкам-пищалям.
Воодушевленные поддержкой донцы начали вести осадные работы, сделав подкоп под стены крепости. Подземные работы возглавил запорожский казак Иван Арадов. На рассвете 18 июня 1637 г. в результате взрыва пороховой мины крепостная стена была взорвана и через образовавшийся в ней большой пролом (ок. 10 саженей) казаки ворвались в город. Тяжелые уличные бои продолжались еще три дня. В ходе штурма донцы и запорожцы потеряли более тысячи человек убитыми и около 2 тысяч ранеными. 4-х тысячный турецкий гарнизон был уничтожен (за исключением укрепившихся в одной из башен последних защитников города, оборонявшихся там почти две недели и только потом заключивших с казаками соглашение, по которому их выпустили в Крым). При штурме Азова истреблению подверглась и большая часть его жителей, промышлявших торговлей русскими пленниками. В руки победителей попали большие трофеи, в том числе вся азовская крепостная артиллерия — на стенах и башнях захваченного города находилось 200 больших и малых орудий.
Победа казаков не осталась незамеченной. Первыми о ней узнали в Москве — 15 июля 1637 г. с донесением туда отправилась легкая станица атамана Потапа Петрова, давшего русскому правительству подробный отчет о последних событиях на Дону. В 1638 г. в Азов русским правительством было прислано царское знамя, «зелейная» и свинцовая казна — 300 пудов пороху и 200 пудов свинца, большие хлебные запасы. Поставки продовольствия и боеприпасов продолжались и в дальнейшем, увеличиваясь, год от года. Воеводы южнорусских городов получили приказ не препятствовать отправке жителей своих уездов на помощь казакам в Азов. Помощь людьми была своевременна — большая часть запорожцев ушла в Приднепровье, где разгоралось восстание под руководством Я. Острянина, К. Скидана и Д. Гуни.
В Стамбуле, несомненно, догадывались о причастности русского правительства к захвату Азова. В отместку за оскорбительную для султана победу казаков хан Бегадыр-Гирей, по воле «турского царя», в начале осени 1637 г. послал в большой набег на Русь «царевича» Сафат-Гирея.
Весной 1638 г. крымский хан попытался урегулировать проблему Азова дипломатическим путем и направил на Дон своего парламентера ногайского мурзу Салтана Аксак Кальмаметева. 19 апреля посол прибыл к Азову и потребовал возвращения города Турции. Ответ казаков хорошо передает ту гордость, которую они испытывали от своей победы, плодов которой донцы не собирались уступать без большой войны: «Дотоле у нас казаки место искивали в камышах. Подо всякою камышинкою жило по казаку, а ныне де нам Бог дал такой город с каменными палатами, да с чердаками, а вы де велите его покинуть. Нам еще де, прося у Бога милости, хотим прибавить к себе город Темрюк, да Табань, да и Керчь, да либо де нам даст Бог и Кафу вашу».
В 1638 г. году бои шли и на Азовском море, где действовал турецкий флот Пиал-паши, которому удалось разгромить несколько казачьих флотилий, пытавшихся прорваться в Черное море. Самое страшное поражение потерпели донцы в сражении в Адахунском лимане под Анапой. Однако подошедшие к устью Дона османские корабли ограничились лишь морской блокадой Азова. Главные силы турецкой армии по-прежнему участвовали в войне с Персией, а крымский хан не решался осаждать и штурмовать большую каменную крепость, в которой сумели укрепиться страшные для татар казаки.
Овладев Азовом, донцы приступили к восстановительным работам, стараясь не столько возобновить старые укрепления, сколько еще более усилить их. Превратив город в свою базу, казаки уже в следующем, 1640 г. направили в море к крымским берегам флотилию из 37 стругов, которая была встречена большим османским флотом, насчитывавшим 80 галер — «каторг» и 100 малых судов — «ушкулов». Бои между казачьими и турецкими кораблями шли три недели (!). Казаки повредили 5 галер противника, но, преследуемые турецкими кораблями, вынуждены были высадиться на берег и по суше возвратиться в Азов.
Намерение турок любой ценой вернуть себе Азовскую крепость не являлось тайной для донских атаманов. Об этом сообщали взятые в плен «языки». Ожидая прихода неприятельской армии, казаки продолжали укреплять свою новую столицу, готовили воинские припасы и провиант. Им вновь помогло русское правительство, накануне вражеского нападения направившее в Азов 4 тыс. четвертей ржаной муки, 350 четвертей овсяной крупы, 350 четвертей толокна, 300 четвертей сухарей и большую денежную казну (8 тыс. рублей). Помимо малых пищалей в крепости находилось 7 больших пушек, для которых еще в 1639 г. из Москвы было доставлено 350 железных ядер.
В конце 1640 — начале 1641 г. обстановка в Приазовье начала сгущаться. Закончив войну с Ираном новый султан Ибрагим I решил нанести мощный удар по донским казакам. Повинуясь его приказу, войско крымского хана Бегадыр-Гирея в начале января 1641 г. начало нападать на стоявшие под Азовом казачьи отряды. В пятидневном сражении донцы были разбиты, после чего противнику удалось прервать сообщение донцов с Воронежом, откуда к ним поступали хлебные запасы. По этой причине в 1640 и 1641 гг. на Дон не было прислано царского «зелейного» и «хлебного» жалованья. В канун вражеского нашествия казакам удалось переправить лишь денежную казну — 6000 руб. в 1640 г. и 8000 руб. в 1641 г.
Крымская блокада Азова предшествовала большому походу турецкой армии и флота. Весной 1641 г. султан Ибрагим направил к устью Дона флот, состоявший из 70 «каторг» и 90 «ушкулов» (по другим, по-видимому, преувеличенным сведениям у противника было 100 галер, 80 больших и 90 малых «ушкулов) и 30-тысячную турецкую армию Дели-Гуссейн-паши». Подошедшая туда 40-тысячная крымская орда участия в осаде не принимала. Лишь на минных работах были задействованы крымские сеймены (стрельцы). Почти все они погибли при взрыве осажденными турецких подземных работ.
Осада началась 7 июня 1641 г. и продолжалась почти 4 месяца. Укрепления Азова обстреливало 129 больших «проломных» пушек, стрелявших ядрами весом не менее пуда, и 32 «верховые» пушки (мортиры), на случай вылазки осаждающие установили в своих траншеях 674 небольших орудия, скрепленных между собою цепями. Казаки под командованием атамана Осипа Петрова и Наума Васильева (5367 мужчин и 800 женщин) отбили 24 приступа врага. Во время первого штурма осажденные использовали заранее установленные на вероятном направлении атак противника пороховые мины, с помощью которых был взорван Топраков город (Земляной город) — предместье Азова. Турки попытались подвести к стенам крепости земляной вал, подобный тому, с помощью которого они незадолго до этого взяли Багдад. Но и эти работы были взорваны осажденными. Неудачей закончилась и многодневная бомбардировка Азова. Казаки достаточно легко перенесли продолжавшийся 16 суток обстрел крепости из тяжелых орудий, отсидевшись «в четвертом земляном городе и в земляных избах». Встревоженный неудачным ходом осады и большими потерями своей армии Дели-Гуссейн-паша направил султану послание с просьбой прекратить осаду и отвести войска, чтобы лучше подготовиться к новому нападению. Начать его турецкий командующий предлагал следующей весной. Однако Ибрагим отверг его доводы и прислал военачальнику краткий ответ с решительным приказом: «Паша, возьми Азов или отдай свою голову». Все же в ночь с 25 на 26 сентября 1641 г. Дели-Гуссейн-паша был вынужден нарушить повеление султана и снять осаду, продолжавшуюся 93 дня. В боях и на штурмах его войска понесли тяжелые потери: погибло 15 тыс. турецких пехотинцев, 3 тыс. моряков, 7 тыс. татар. Но и казакам победа досталась дорогой ценой — около половины их (3 тыс. человек) погибла, а почти все оставшиеся в живых были ранены.
