Мустафа-паша не стал «письменно убеждать» защитников Чигиринской крепости сдать ее даже на почетных для себя условиях. Опытные в крепостных войнах турки привезли с собой большие мешки с шерстью, наделали огромные вязанки из хвороста и травы. Под их прикрытием саперы быстро приблизились к крепостному рву на 80 саженей и стали сразу же окапываться. Несмотря на стрельбу из города, они за день вырыли три траншеи для укрытия пехоты. Одну параллель повели к крепости.

За ночь турецкие саперы, не думая об отдыхе, выкопали еще три и соорудили две осадные батареи, на которые поставили 7 пушек крупного калибра.

Воевода Иван Ржевский попытался было выгнать турок из траншей и помешать работе землекопов. Две тысячи осажденных пошли на вылазку из замка и завязали рукопашный бой. Однако им пришлось вскоре отступить назад.

Началась планомерная бомбардировка крепости. За день в город и замок попало 278 ядер и 86 бомб. Турецкие артиллеристы стремились прежде всего разрушить бруствер городских укреплений.

На следующий день в Чигирин попало уже 468 ядер и 246 бомб. Стрельба велась достаточно метко: в бруствере образовалось несколько проломов. Их осажденные заделывали по ночам. Росло количество раненых осколками бомб и щепками дерева, из которого были выстроены крепостные бастионы.

Вражеские траншеи все ближе и ближе подступали к крепостному рву. Число осадных батарей увеличивалось с каждым днем. Теперь ежедневно на крепость обрушивалось до тысячи ядер и бомб. Турки, помня уроки прошлогодней осады, когда русские солдаты и казаки осуществляли смелые вылазки, теперь сильным пехотным прикрытием надежно защитили свои батареи, а траншеи — высоким бруствером.

В конце июля неприятель сумел поставить батареи уже рядом с наружной стороной крепостного рва. Прямыми выстрелами турки стали разбивать деревянную часть вала, и осажденные ночами старались исправить повреждения.

Особенно жестокой оказалась бомбардировка 28-го числа. От попадания зажигательного ядра загорелась одна из городских церквей. Пожар потушить не удалось, и огонь перекинулся на соседние дома. В итоге большая часть Чигирина превратилась в пепелище. Жар от полыхавшего пожара был настолько силен, что в некоторых местах казаки покидали крепостной вал.

Великий визирь Мустафа-паша оставался верен выбранной им тактике, стремясь артиллерийским огнем разрушить его укрепления и подавить волю гарнизона к стойкому сопротивлению.

29 июля турки забросали фашинами крепостной ров. В 9 часов утра начался штурм внешнего вала, и стрельцам пришлось отойти во внутренние укрепления. Воспользовавшись этим, вражеские саперы унесли деревянные части бруствера и разбросали землю. В тот же день была взорвана пороховыми минами часть городских укреплений у Крымских ворот. Там образовался большой пролом. И опять Мустафа-паша не решился на генеральный приступ.

30-го числа взорванным оказался угол среднего больверка (передового укрепления). Взрыв сбросил бревна и землю в ров, образовалась зияющая брешь. Султанская пехота сразу же устремилась на штурм, но неожиданно для себя оказалась перед неразбитым ретраншементом — укреплением второго ряда. Янычары, как по команде, легли на землю и стали отползать назад.

Затем уже в другом месте, под куртиной (земляным валом), была взорвана другая, но более мощная подземная пороховая мина. Янычары здесь атаковали более решительно. Бой длился четыре часа, и осажденные приступ все же отбили ружейным огнем и картечными выстрелами в упор.

В последний день июля великий визирь приказал атаковать крепость днем и ночью. Неприятель значительно приблизил осадные траншеи к крепости со стороны реки. Была взрывом и ядрами пробита каменная стена у Дорошенковской башни: в старом гетманском замке появился огромный пролом. К вечеру османы, торжествуя, поставили у него десять своих отрядных знамен.

Начался жаркий август. Теперь за день на Чигирин падало уже свыше тысячи ядер и бомб. Одна за другой взрывались бочки с порохом в подведенных к крепости минных галереях. Осажденные теперь уже не успевали за ночь восстанавливать разрушенные за день крепостные укрепления.

По всему чувствовалось, что приближается генеральный штурм. Перебежчики-христиане и пленные в один голос подтверждали это. Поражали настойчивые действия турецкой пехоты. Место, где подземным взрывом разрушался вал, она сразу же старалась захватить. Выбивать из проломов янычар приходилось с большим трудом.

3 августа гарнизон потерял своего испытанного начальника. Воевода Иван Ржевский, спешивший к месту взрыва в старом замке, был насмерть сражен осколком разорвавшейся рядом бомбы. Начальство над крепостью принял Патрик Гордон.

Осажденные были измучены непрекращающейся бомбардировкой. Росли их потери. Все меньше становилось боевых припасов. Появились трудности с питьевой водой. Сказалась и гибель воеводы Ржевского, пользовавшегося большим личным авторитетом.

Мустафа-паша имел столько сил, что мог наращивать осадные усилия под Чигирином и одновременно сдерживать царское войско боярина Григория Ромодановского и казачьи полки гетмана Ивана Самойловича. 13 июля на Бужинских полях у Днепра состоялось сражение, в котором османы потерпели поражение и были вынуждены отступить в свой осадный лагерь.