En 1773, lorsque débuta l'insurrection des cosaques de Yaik (l'ancien nom de l'Oural) avec à leur tête Emilian Pougatchev, le prince fut placé sous le commandement du général en chef Alexandre Ilitch Bibikov (1729-1774), Fiodor Fiodorovitch eut pour mission de conduire ses troupes à Kazan. Le 1er mai 1774, après le décès du général Bibikov, le prince lui succéda comme commandant en chef. Le prince ne possédant pas l'expérience nécessaire et n'étant pas familiarisé sur les conditions de lutte contre l'insurrection des paysans russes, il délégua ses pouvoirs à quelques gouverneurs afin que ceux-ci « rétablissent l'ordre », laissant quelques unités à Kazan, le prince prit la direction d'Orenbourg. Après le départ du prince pour Orenbourg et malgré la traque menée par le général Ivan Ivanovitch Michelson (1740-1817) afin d'appréhender Emelian Pougatchev, le chef de la jacquerie parvint à s'emparer de la ville d'Arsk et assiégea la ville de Kazan. Le prince Chtcherbatov tenta de sauver la ville, mais le , arrivant sur les lieux, il découvrit la ville en flammes. Emelian Pougatchev traversa la Volga, les serfs se rebellèrent sur la rive ouest du fleuve, et l'insurrection s'étendit à toute la région de la Volga.