Прибыв в Казань в конце декабря, Бибиков увидел, что ситуация оказалась гораздо серьезнее, чем она виделась из Санкт-Петербурга. По его оценкам, сам по себе Пугачев был не так уж и страшен, но как символ растущего в народе недовольства имел огромное значение. Войска Бибикова быстро атаковали, чтобы освободить Оренбург, который находился в осаде целых шесть месяцев и испытывал серьезную нехватку продовольствия. Пугачев держал удар со своей девятитысячной армией и тридцатью шестью пушками, но исход битвы решила профессиональная артиллерия регулярной армии. Пугачев был разбит, четыре тысячи его людей оказались в плену, а «Петр III» поспешно ретировался в Берду. Осада Оренбурга закончилась.

В штабе Пугачева в Берде его офицеры и последователи были готовы обратиться в бегство, но они прекрасно знали, что убежать могут лишь те, у кого имелись лошади. «Предоставим крестьян судьбе, – поступило предложение. – Простые люди не бойцы, они просто овцы». 23 марта Пугачев покинул штаб в Берде, взяв с собой две тысячи людей и бросив оставшуюся часть армии. Разросшаяся армия Бибикова вошла в Берду в тот же день. Однако ситуация изменилась после того, как Бибиков, благодаря которому и была одержана победа, неожиданно слег с лихорадкой и умер. Опечаленная Екатерина посчитала, что подчиненные ему офицеры должны завершить задачу. Пугачев исчез на Урале.

Перед смертью Бибиков заверил Екатерину, что «подозрения об иностранном участии не были подтверждены». Тогда императрица написала Вольтеру, что эти «ужасающие события» произошли вследствие того, что Оренбургский регион населен «всякими мошенниками, от коих Россия себя освобождала в продолжении сорока лет, подобным почти образом, как американские поселения людьми снабдились». Она определила свою политику снисхождения в отношении пленных бунтовщиков в своем письме фрау Бильке в Гамбург, жаловавшейся, что принятые меры были недостаточно жесткими. «Поскольку вы любите повешение, я скажу вам, что четверо или пятеро несчастных уже повешены. А редкость данного наказания в тысячу раз действеннее для нас здесь, чем в тех местах, где повешения происходят каждый день».

Екатерина считала, что восстание подавлено. Следующие три месяца она отвлеклась от Пугачева и вновь сосредоточилась на военных действиях, которые Россия вела на Дунае. Однако Екатерина продолжала следить за расследованием причин бунта. Отчет комиссии, сделанный 21 мая 1774 года, подтвердил ранние предположения Бибикова, исключив возможность заговора внутри страны или вмешательство зарубежных держав. Вина в организации восстания была возложена на Пугачева, воспользовавшегося недовольством яицких казаков, местных племен и крепостных рабочих с уральских металлургических заводов. Пугачева описывали как грубого необразованного мужика, однако дознаватели предупреждали, что он хитер, изобретателен и обладает даром убеждения. Об этом опасном человеке нельзя забывать или игнорировать его, пока он не умрет или не будет доставлен в цепях офицерами императрицы.