В знак протеста против приказа великого князя литовского Сигизмунда II Августа прекратить набеги на Крым и Турцию в 1558 году Вишневецкий со своими казаками перешёл на службу к царю Ивану IV Васильевичу. Царь пожаловал Вишневецкому в кормление Белёв с уездом, а также, вероятно, Дедиловский уезд. Иван IV наказал Вишневецкому командовать отрядами на южной границе государства, где Вишневецкий участвовал в организации обороны от ордынцев. В 1558 году Вишневецкий с военачальником Матвеем Ржевским совершили поход на Крымское ханство, дошёл до Перекопа, вновь разорил Ислам-Кермен, заставив крымских татар перейти к обороне. В апреле 1559 года Вишневецкий разбил татар близ Азова, летом того же года воевал в понизье Дона, безуспешно атаковал Азов, разорил окрестности города, турецкие и ногайские землли на северном побережье Азовского моря. Не позднее августа 1559 совершил нападение на Керчь. В последующие годы в связи с Ливонской войной действия русских войск в северном Причерноморье стали менее активными. В это время Вишневецкий действовал в этом регионе фактически сам.