Idén att utge sig för att vara den avlidne kejsaren Peter III kom tidigt till Pugatjov, redan innan han nådde fram till jajkkosackerna. Det är ingen överraskning, med tanke på en annan nyligen förekommen bondeimitatör, Fedot Bogmolov, och Rysslands historia av imitatörer. pugatjov, som utgav sig för att vara en förmögen köpman, testade enligt uppgift kosackernas känslor vid Jaitsk genom att föreslå att han skulle leda en massutvandring till Turkiet. När majoriteten verkade hålla med om hans plan ansåg han att det var rätt tid att inleda sitt uppror. även om han kort därefter arresterades på nytt, och denna gång hölls i fem månader i Kazan, rymde han ännu en gång och återvände till Yaitsk för att inleda sitt uppror.Genom att lova att återlämna flera privilegier till kosackerna och återupprätta den gamla tron kunde han få det stöd han behövde för att främja sin identitet som Peter III. Historien om Pugachevs starka likhet med tsar Peter III, som 1762 störtades och mördades av sin hustrus anhängare, den blivande kejsarinnan Katarina II, kommer från en senare legend. Pugatjov berättade att han och hans främsta anhängare hade flytt från Katarinas klor.
Efter att ha samlat en armé genom propaganda, rekrytering och löften om reformer kunde Pugatjov och hans generaler överrösta stora delar av den region som sträcker sig mellan Volga och Ural. Pugatjovs största seger i upproret var intagandet av Kazan. Förutom att samla ett stort antal kosacker och bönder skaffade Pugatjov också artilleri och vapen och kunde förse sin styrka bättre än vad den ryska armén skulle ha förutsett.
Som svar gav sig general Peter Panin ut mot rebellerna med en stor armé, men transportsvårigheter, bristande disciplin och grov olydnad hos hans illa betalda soldater lamslog alla hans ansträngningar under flera månader, medan Pugachevs oräkneliga och allestädes närvarande band vann segrar i nästan varje strid. Inte förrän i augusti 1774 tillfogade general Michelsohn rebellerna ett förkrossande nederlag nära Tsaritsyn, då de förlorade tiotusen dödade eller togs till fånga. Panins grymma repressalier efter intagandet av Penza fullbordade deras missmod. Den 14 september 1774 överlämnade Pugatjovs egna kosacker honom till Yaitsk. Alexander Suvorov lät placera honom i en metallbur och skicka honom först till Simbirsk och sedan till Moskva för en offentlig avrättning, som ägde rum den 21 januari 1775. På Bolotnaja-torget i Moskvas centrum halshöggs han och drogs sedan ut och styckades offentligt.