А.И.Бибикова повели наступление от берегов Волги на восток и, подавляя многочисленные очаги повстанческого сопротивления, неумолимо приближались к Оренбургу. Наступавший в авангарде карательной армии корпус генерала
П.М.Голицына в шестичасовой битве 22 марта 1774 нанес поражение войску Пугачева у Татищевой крепости, а десять дней спустя разгромил его в сражении под
Сакмарским городком. Пугачев с тремя сотнями оставшихся с ним конников бежал за реку Белую, к уральским заводам, где приступил к формированию нового войска, пополняемого заводскими крестьянами, исетскими казаками, башкирами. С этим, вновь созданным, войском он в начале мая 1774 перешел к активным действиям и вскоре овладел Магнитной крепостью, а вслед за ней Карагайской, Петропавловской, Степной и Троицкой крепостями.
Дальнейшему продвижению к Сибири воспрепятствовал корпус генерала И.А.Деколонга, разбивший повстанцев в сражении 21 мая у Троицкой. Пугачев с оставшимся у него отрядом направился было к Челябинску, но путь туда ему преградил корпус подполковника
И.И.Михельсона, впервые встретившийся с ним в бою 22 мая у Кундравинской слободы. В ходе дальнейшего преследования Михельсон дважды в начале июня наносил удары Пугачеву в Уральских горах. Но его противник, умело используя тактику партизанских действий, всякий раз от неприятеля уходил, сберегая главные свои силы от окончательного разгрома, и снова собирал многотысячные отряды.
Выйдя в середине июня к берегам Камы, Пугачев решил повести свое войско к Казани, взять ее и предпринять давно задуманный поход на Москву. 12 июля пугачевские отряды штурмовали Казань, ворвались в город, но не смогли овладеть кремлем, за стенами которого укрылся местный гарнизон. Вечером того дня подошедший к Казани корпус Михельсона атаковал повстанческое войско, расположившееся на Арском поле, одолел его в ожесточенной битве и вынудил к отступлению от города. Новое сражение за Казань произошло 15 июля и закончилось разгромом повстанцев. Пугачев с тремя сотнями конников бежал на север, к Кокшайску, где и переправился через Волгу.
С выходом Пугачева на правобережье Волги начался подъем массового крестьянского движения. Восстание в поволжских губерниях было вызвано обнародованием пугачевских манифестов, провозглашавших освобождение крестьян от крепостной неволи, безвозмездную передачу земли народу и призывавших к истреблению дворянства. Восставшие крестьяне и посадские люди поволжских городов стали основным резервом пополнения повстанческого войска.
Отказавшись от похода на Москву, Пугачев направился на юг, к родному Дону, надеясь найти там поддержку у донского казачества. Оторвавшись на несколько суточных переходов от преследовавших его карателей, в авангарде которых был корпус Михельсона, он продвигался к югу и в июле-августе 1774 овладел Курмышем, Саранском, Пензой, Петровском, Саратовом и Камышином. Отпор ожидал его при штурме Царицына. Здесь в приволжской степи Михельсон настиг Пугачева и в битве 25 августа 1774 у Солениковой ватаги под Черным Яром нанес пугачевскому войску сокрушительное поражение.
Пугачеву с двумя сотнями казаков удалось оторваться от погони и переправиться на левый берег Волги. Он повел отряд вглубь заволжской степи, не подозревая того, что среди казаков затаилась группа предателей, сговорившихся арестовать его, отконвоировать до первого крупного воинского поста и выдать в руки властей. Улучив удобный момент, заговорщики, возглавляемые Ф.Ф.Чумаковым, И.П.Федулевым и
И.А.Твороговым, 8 сентября 1774 схватили Пугачева в лагере у реки Большой Узень и повезли в Яицкий городок. Он дважды предпринимал попытки к освобождению и бегству, но это ему не удалось. 14 сентября вблизи Кош-Яицкого форпоста заговорщики передали пленника присланной за ним команде, которая в ночь на 15 сентября и доставила его в Яицкий городок. Здесь Пугачев был допрошен в Секретной комиссии гвардии капитан-поручиком С.И.Мавриным. 18 сентября конвойная команда во главе с генерал-поручиком
А.В.Суворовым повезла Пугачева в
Симбирск
. Там его допрашивали командующий карательными войсками генерал-аншеф
П.И.Панин и шеф секретных следственных комиссий генерал-майор
П.С.Потемкин.
Доставленный 4 ноября в Москву Пугачев многократно в течение месяца допрашивался генерал-аншефом М.Н.Волконским и обер-секретарем Тайной экспедиции Сената
С.И.
Шешковским , возглавлявшими комиссию, учрежденную для "генерального" над Пугачевым и его сподвижниками следствия. Деятельность комиссии и проходившего с конца декабря 1774 судебного процесса осуществлялась по предписаниям Екатерины II.