Zaczął budować niedaleko twierdzy astrachańskiej swój obóz umocniony, gdzie zamierzał przezimować i czekać na posiłki od sułtana. Załoga Astrachania i ludność mężnie broniła twierdzy, ostrzeliwali Turków z dział, wykonywali wypady z twierdzy na wojska przeciwnika. Turcy nie mogli pokonać okrążonych mimo burzenia ścian twierdzy, wykonywania podkopów i podziemnej wojny minowej. Wiadomość o zimowaniu spowodowała bunt wśród Turków, nie posiadających zapasów na zimę. Wojsko nie chciało w okresie zimowym szturmować twierdzy po lodzie. Wzrost buntu powodowały działania Dawlet Gireja. Obawiał się on możliwości pozostania Turków na terenie Powołża, tym samym uzależnienie jego chanatu od Imperium Osmańskiego. W tym czasie Kasim-pasza otrzymał wiadomości o zbliżaniu się wojsk rosyjskich w sile ok. 30 tys. pod dowództwem wojewody W. S. Sierebrianego do Astrachania. Zapadła decyzja o zaprzestaniu oblężenia i odejściu w kierunku Donu.