В апреле ― июне 1774 г. главные события Крестьянской войны развернулись на территории горнозаводского Урала и Башкирии. Шествие пугачевской армии по территории Урала было победоносным, но шедшие по пятам пугачевцев правительственные войска под командованием генерал-аншефа А.И. Бибикова и полковника И.И. Михельсона не давали ей возможности закрепиться и перевести дух. Она была вынуждена оставлять за собой сожженные и разрушенные крепости, заводы и мосты, что вызывало ропот и недовольство у многих местных работных людей и серьезно суживало социальную базу бунтовщиков.
После взятия Магнитной повстанческая армия Е.И. Пугачева вновь значительно выросла до 10 тысяч бойцов, в основном за счет отрядов И. Белобородова, А. Овчинникова, А. Перфильева и других его сподвижников. Однако плохо вооруженная и мало обученная армия повстанцев не могла успешно противостоять регулярным правительственным войскам. В конце мая 1774 г. под Троицкой крепостью состоялось ожесточенное сражение бунтовщиков с войсками генерала И.А. Деколонга, в результате которого повстанцы потеряли почти половину своей армии, огромный обоз с провиантом и фуражом и всю полевую артиллерию.
В июне 1774 г., после соединения с кавалерией С. Юлаева, на очередном военном совете было принято решение двигаться в крестьянские районы Поволжья. В связи с этим обстоятельством уже к июлю 1774 г. в рядах повстанческой армии, численность которой выросла до 20 тысяч бойцов, значительно возрос и удельный вес крестьян. А уже в начале июля 1774 г. пугачевцы подошли к Казани, где произошло одно из самых кровопролитных и крупнейших сражений всей Крестьянской войны. 12 июля 1774 г. повстанческая армия ворвалась в город и начала штурм Казанского кремля. В этот самый решающий момент боя в город вошли части полковника И.И. Михельсона, которые нанесли новое сокрушительное поражение восставшим и вынудили их поспешно бежать с поля брани.
17 июля 1774 г. Е.И. Пугачев с несколькими сотнями яицких казаков переправился на правый берег Волги, где начался новый, третий и последний этап крестьянский войны. По своим масштабам этот этап пугачевского бунта далеко превзошел все, что было до него. При первых же слухах о приближении повстанческой армии и неоднократных оглашений знаменитого пугачевского манифеста от 31 июля 1774 г., в котором «ампиратор Петр Федорович» жаловал «сим имянным указом с монаршим и отеческим нашим милосердием находившихся прежде в крестьянстве и в подданстве помещиков, и награждаем волностию и свободою от подушных и протчих денежных податей», крепостные крестьяне стали массово жечь дворянские усадьбы, «ловить, казнить и вешать» самих помещиков, их приказчиков, чиновников уездных администраций, и целыми деревнями и селами переходить на сторону восставших. Только по официальным данным, летом 1774 г. пугачевцы казнили более 3000 помещиков и чиновников многих уездных администраций.
После смерти генерал-аншефа А.И. Бибикова и окончания Первой русско-турецкой войны (1768–1774) против Е.И. Пугачева были посланы новые армейские части во главе с генерал-аншефом П.И. Паниным, который был назначен новым главнокомандующим, и генерал-поручиком А.В. Суворовым, который возглавил передовой армейский корпус. В результате Е.И. Пугачев потерпел очередное поражение под Курмышом, резко повернул на юг и двинул свою армию на Дон. В июле ―августе 1774 г. повстанческая армия без боя заняла Саранск, Пензу, Саратов, Камышин и другие города Среднего Поволжья. По пятам Е.И. Пугачева постоянно шла отборная и хорошо вооруженная армия генерал-майора И.И. Михельсона, которая не давала ему опомниться и перевести дух.
В конце августа 1774 г., измотанная и почти безоружная армия повстанцев подошла к Царицыну, однако взять его так и не смогла, и двинулась дальше, вниз по Волге. Здесь, у Черного Яра, генерал-поручик А.В. Суворов, принявший командование у генерала И.И. Михельсона, догнал армию повстанцев и полностью разбил ее. После сокрушительного поражения с небольшой ватагой своих сподвижников Е.И. Пугачев опять перебрался на левый берег Волги и ушел в Заволжские степи.
В рядах самих яицких казаков возник заговор против Е.И. Пугачева, и в середине сентября 1774 г. казаки-заговорщики, в числе которых были Иван Творогов, Федор Чумаков, Тимофей Железнов и Иван Бурнов, схватили своего предводителя и выдали его А.В. Суворову. Сначала Е.И. Пугачев был доставлен в Яицкий городок, а оттуда в специальной железной клетке отправлен в Москву. В конце декабря здесь состоялся «скорый и правый суд», который вынес смертный приговор самому Е.И. Пугачеву и его ближайшим соратникам Афанасию Перфильеву, Тимофею Падурову, Максиму Шигаеву и другим. А 10 января 1775 г. Е.И. Пугачев и его соратники были обезглавлены на Болотной площади в Москве.
В русской исторической науке (М. Голицын, С. Татищев, Н. Дубровин) движение Е.И. Пугачева практически всегда оценивали крайне негативно как бунт «черни» против законной власти, да еще вспыхнувший в самый разгар кровопролитной русско-турецкой войны. В советской исторической науке, руководствуясь хорошо известным положением марксизма о «классовой борьбе как локомотиве истории», пугачевский бунт, напротив, всячески превозносили как одно из самых мощных антифеодальных движений в истории России, а самого Емельяна Пугачева почитали как национального героя и борца за народное счастье и исторический прогресс. При этом все советские историки (М. Тихомиров, В. Мавроди», М. Жижка, В.И. Буганов) зачастую просто игнорировали разбойный характер этого движения, которое сопровождалось массовыми казнями, грабежами и погромами.