План центра Астрахани. Безчинский А. «Путеводитель по Волге». — Москва: Т-во И. Н. Кушнерев и К°, 1903.
В марте 1556 году, получив от ногайского князя Измаила сообщение об измене астраханского «царя» Дербыша, в союзе с Крымом выбившего из Астрахани московского представителя Леонтия Мансурова, Москва посылает «подмогу» для «астраханского дела» — стрелецкую рать под командой головы Ивана Черемисинова «с его стрельцы» и Михаила Колупаева «с казаки». Подойдя к городу, воеводы никого там не обнаружили: «Царь из Астророхани побежал, а город выжег». После этого «Иван и Михайла» обосновались в захваченной татарской Астрахани, и укрепили её. О том, какой была татарская Астрахань и её укрепления к тому времени, можно судить по отрывку из Разрядной книги: «А как государевы воеводы на Астрахань приходили, и было в Астрахани два города плетены в комышу да насыпаны землею». Очевидно, именно потому, что «уничтожить такую степную крепость с помощью артиллерии и огня было очень легко», Черемисанов стал искать место для новой крепости и уже весной 1558 г. В Астрахань отправляется И. Г. Выродков для строительства крепости. В 1636 году Адам Олеарий застал в Астрахани праздник основания города, который местные жители торжественно отмечали 1 августа. Свидетельство Олеария означает, что именно в этот праздничный день 1558 года (через 2 недели после прибытия Выродкова, ушедшие на ознакомление с местностью и разметкой плана будущей крепости на земле) состоялся чин закладки города.
Летом 1559 года, возвращаясь из Бухары, Антони Дженкинсон застал Астрахань уже стоящей «на острове, на высоком берегу с замком внутри города, обнесенным земляным валом и деревянными стенами» Астрахань в расхожем мнении приобрела значение «ключевого пункта на волжском пути», «оплота и наблюдательного пункта среди беспокойного кочевого населения». Однако забытое первоначальное назначение русской Астрахани, основанной в 1558 году как опорный пункт для войны с Крымом, решительно меняет это представление. Такая функция, несомненно, определяла иной, чем представлялось до сих пор, ранг Астраханской крепости, её масштаб, структуру, характер укреплений, иной уровень ставившего крепость мастера.
Русская Астрахань стала для Московии не только мощным военным форпостом на юго-востоке, но и главными торговыми «воротами» в Азию. Под стены деревянной Астрахани уже в первое её десятилетие приходили из «коренной Руси» каждое лето «до 500 судов больших и малых» за природными богатствами Нижней Волги и Прикаспия — «минеральной солью и осетрами» Так в 1580 году появляется первое упоминание о гостиных дворах в Астрахани: «Там тезики или персидские купцы обыкновенно останавливаются со своими товарами» Архитектура этих сооружений несет в себе восточную составляющую, являет древний композиционный тип караван-сарая. Их место в градостроительной системе городского центра связанно с древнейшей традицией расположения сооружений такого назначения вне стен цитадели города, близ её главных ворот. Важно, что дошедшие до нас в относительно хорошем состоянии, они существуют сегодня в аутентичной архитектурно-градостроительной среде.
Уже в 1569 году на Астрахань организуется крымско-турецкий поход во главе с крымским ханом Девлет-Гиреем и пашой Касимом. Соединившись в августе у Переволоки, войска паши Касима и Девлет-Гирея двинулись на город. Первоначально предполагалось, что в атаке на город ещё будет участвовать турецкая флотилия. Однако до города она не дошла из-за сильного шторма. В сентябре 1569 года крымско-турецкое войско достигло территории, где располагался Хаджи-Тархан, и разбило там лагерь. Новую Астрахань планировалось взять с помощью подрыва крепостной стены и подкопа, но осуществить задуманное помешали русские войска, которые доблестно сражались за город. Быстро взять Астрахань не удалось и крымско-турецкие войска отступили. Причинами не продолжать атаку стали нежелание зимовать в старом Хаджи-Тархане, опасение приближения основных русских войск и начавшиеся разногласия между Касимом и Девлет-Гиреем. В итоге 26 сентября паша Касим отдал приказ своим войскам отходить к Дону, а в 1570 году турецкий султан Селим отказался от всяких претензий на Астрахань.
В 1580—1620 годах сооружены каменные стены с башнями.
Дон-Хуан Персидский, прошедший в составе персидского посольства через Астрахань в 1599 году, оставил такую заметку:
«В Астаркане 5000 жителей. Все дома их деревянные, только крепость, очень сильная, где живёт главный начальник, выстроена из камня; стены её значительной высоты и толщины. Она охраняется весьма бдительно множеством ратников, и доступ в неё можно получить только по особому разрешению… собственно татары бродят по полям, как бедуины, и только христиане-московиты населяют застроенные места… Сюда съезжается множество купцов из Московии, Армении, Персии и Турции. Главный предмет его торговли — соль.»
Как указывалось в конце XIX в. в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона,
Вначале заселение Астрахани шло быстро: отдалённость края, привольное житье и потребность в рабочих руках привлекли массы русских переселенцев, образовавших вокруг города и крепости слободы — Сианову, Безродную, Теребиловку, Солдатскую, Ямгучерееву (или Огурчеево) и т. д., а торговое сношение и соседство с Востоком дало Астрахани самое пёстрое население, состоявшее из смеси азиатских пришельцев из разных мест, с незначительною примесью еврейского элемента. Поселившиеся в окрестностях города татары образовали Татарскую, а армяне — Армянскую слободы. В окрестностях города, как и в настоящее время, встречались кибитки калмыков и киргизов, прикочёвывавших к городу со скотом для его продажи. К первым переселенцам из Азии следует отнести индийцев, которые с течением времени образовали общество от 300 до 400 человек; в настоящее время в Астрахани нет ни одного индийца.
В XVII веке Астрахань была важным центром морского судостроения. Специальное государственное учреждение Деловой двор занималось строительством судов и мореплаванием на Каспийском море. Флотилия речных и морских есаульных стругов несла службу по охране судоходства. Основным типом русских торговых судов были бусы — остроносые, круглодонные суда с одним или двумя парусами грузоподъемностью до 200 тонн с одной или двумя пушками для обороны. Петр I же объявил каспийские бусы «старомодными судами» и велел строить новый флот по голландскому образцу. В результате бусы попросту сожгли, уничтожив весь русский торговый флот на Каспии. Новые же корабли по голландскому образцу, изготовили с грубым нарушением технологии — из сырого дерева, отчего они в течение 30 лет пришли в полную негодность (Тушин Ю. П. Русское мореплавание на Каспийском, Азовском и Чёрном морях. М., 1978. с. 40. и Е. П. Казакова — Русский бус (буса) Каспийского моря).