I en stark position 182-3 fick turisterna 242 i en fruktansvärd morgonsession i Dubai.
Joe Root, Ben Stokes och den oformiga Jos Buttler föll offer för Wahab Riaz takt, innan Yasir Shah ben-spin bambuzled den lägre ordningen.
Vid slutet, Pakistan nådde 222-3, en ledning av 358 körningar, med Misbah ul-Haq 87 inte ut och Younus Khan 71 inte ut.
Efter att ha kommit så nära att vinna det första testet, och bestrida de första två dagarna av denna match våldsamt, var detta en enorm besvikelse dag för turisterna - och en som allvarligt äventyrar sina chanser att få ett resultat i denna serie.
Alastair Cooks män måste hoppas att de snabbt kan avfärda värdarna på dag fyra, sedan sätta om en enorm körning jakt - men deras chanser att undvika nederlag på en vänd fjärde-innings spår med den listiga Yasir i drift verkar smal.
Englands chanser att komma nära, eller till och med se över, Pakistans första innings totalt 378 var alltid sannolikt att bero på den inflytelserika Root - unbeaten på 76 över natten.
Men dagen gick till det värsta när Yorkshires fladdermöss slog till mot en stor leverans från Wahab och greps för 88.
Från och med då exponerades Englands ökande övertro på Root och Cook fruktansvärt när de återstående sex wickets föll i bara 30 körningar.
Wahab, bowling med verklig fientlighet att utnyttja Englands osäkerhet mot äkta tempo, hade Stokes (4) och Buttler (0) fångas bakom i snabb följd i en fantastisk trollformel på 3-15 i nio overs.
Sedan var det över till Yasir - bowling i tandem med Wahab för de första 18 overs av dagen - som rättfärdigade hans status som världens topprankade spinn bowlare med en uppvisning av hög klass ben-spinn.
Minnen av Englands fruktansvärda föreställningar mot spinn på deras sista turné i UAE återupplivades som Adil Rashid (0), Jonny Bairstow (46) och Mark Wood (1) alla omkom med fattiga skott till Yasir.
Efter att ha kommit fram till en förstainningsledning på 136, behövde England desperat tidiga wickets, och deras sjömän fick två snabba genombrott.
James Anderson avfärdade Shan Masood (1) för fjärde gången i serien innan Shoaib Malik (7) var bowled försöker köra Mark Wood.
Men England kunde inte utnyttja denna goda start när deras spinnare kämpade.
Mohammad Hafeez krossade Moeen Ali och Root för sexor innan han greps vid slip off Wood för 51.
Detta förde förstainnings centurion Misbah till vecket med Younus - ett partnerskap med en kombinerad ålder av 78 och en som har omintetgjort England genom hela denna serie.
Duon spelar försiktigt mot sjömännen och ser fram emot att dominera spinnarna, duon - som nu har satt på ett femtiot partnerskap i nio av de senaste 10 gångerna de har varit på veck tillsammans - slog England längre och längre ut ur strid.
För att vinna måste turisterna överträffa den högsta fjärde inningsjakten i Dubai - 137 - och spela in åtminstone den femte högsta runchase detta århundrade.
Medan Stokes är i genomsnitt bara 24 sedan början av Ashes och Bairstow förblir utan ett Test sekel, är det formen av Buttler som är den största oron i Englands fel i medelklassen.
Wicketkeeper - vars genomsnitt efter hans första åtta Tester var 52.67 - är i genomsnitt bara 13.55 i sina senaste sju matcher mot Australien och Pakistan, med 149 körningar i 11 innings.
"Buttler siffror är inte bra", sade före detta England kapten Michael Vaughan på Test Match Special. "Han har ett stort problem: han ställer inte upp bollen, han spelar den två meter bort från kroppen."
Dessutom, även hans vanligtvis pålitliga hålla vacklade när han tappade en enkel chans presenteras av Shan Masood utanför bowling Stuart Broad, och såg en annan chans flyga mellan honom och Joe Root vid första glid.
Bairstow är också kapabel att ta handskarna och James Taylor kan ersätta Buttler i mitten ordning om England beslutar att ändra sin sida för det tredje testet i Sharjah.
Ex-England spinnare Graeme Swann på BBC Test Match Special: "Jag tror att det kommer att bli två förändringar [för nästa test]. Sättet de går, kommer de att förlora om inte något löjligt händer.
"Barring en stor poäng från Buttler eller Bell, jag tror att de kommer att bli ombedd att sitta ut sista testet. Då kan du ta in en öppningsman i Alex Hales, och James Taylor vid tre, med Moeen Ali flytta till sju. Han är inte en öppning fladdermus, han visade i Abu Dhabi det är inte hans naturliga spel. "
Michael Vaughan på BBC Test Match Special: "Min frustration med England är att de fortsätter att ha dessa hemska sessioner som förlorar dem spelet. Att förlora sju wickets för 36 körningar... Det är över. Man kan säga att jag är negativ men det här spelet är gjort."
England kräver deras bästa-ever fjärde-innings kör jakt för att slå Pakistan i andra testet efter en hemsk tredje dag.