Som svar satte general Peter Panin ut etter opprørerne med en stor hær, men transportvansker, mangel på disiplin, og omfattende ulydighet blant hans underbetalte soldater paralyserte alle hans anstrengelser i månedsvis, mens de tallrike og allestedsnærværende gjengene til Pugatsjov oppnådde seire i nesten alle trefninger. Ikke før i august 1774 klarte general Johann (Ivan) Michelson å påføre opprørerne et knusende nederlag nær Tsaritsyn, hvor de mistet ti tusen mann, som enten ble drept eller tatt til fange. Panins brutale gjengjeldelser etter erobringen av Penza fullførte deres skuffelser. 14. september 1774 overleverte Pugatsjovs egne kosakker ham da han forsøkte å flykte til Ural. Aleksandr Suvorov plasserte ham i et metallbur og sendte ham til Moskva for en offentlig henrettelse, som fant sted 10. januar 1775. På et offentlig torg ble han delt i fire deler.