Пугачев успел уйти вперед на четверо суток, однако Суворова это не остановило. Он собрал 2 эскадрона кавалерии, 2 сотни казаков, пользуясь добытыми лошадьми Михельсона посадил на-конь 300 пехотинцев, 2 легкие пушки, и через сутки переправился через Волгу. Для разведок он двинулся сначала вверх по реке, подошел к большому селу, которое держалось Пугачева, забрал 50 волов и повернул в степь. Эта степь, протянувшаяся на несколько сотен верст, безлюдная, безлесная, бесприютная, представляла собою пустыню, где грозила гибель и без неприятельского оружия. Хлеба у Суворова было очень мало; он приказал убить и завялить часть забранных волов и это мясо есть вместо хлеба, как то делал в последнюю кампанию Семилетней войны. Отряд углубился в степь. Днем держали путь по солнцу, ночью но звездам; дорог не было, шли по следам; двигались быстро, не обращая внимания на погоду, ибо укрыться все равно было негде. Суворов нагнал и присоединил к себе несколько отрядов, вышедших раньше него из Царицына; 12 сентября пришел он к р. Малому Узеню, разделил отряд на четыре части и пошел к Большому Узеню по разным направлениям. Скоро наткнулись на пугачевский след. Узнали, что Пугачев был тут утром, что люди его, видя за собой погоню, потеряли веру в успех дела, взбунтовались, связали Пугачева и повезли в Яицк, дабы выдачей предводителя спасти собственную голову. Пугачев был арестован именно в это время, в каких-нибудь 50 верстах от Суворова.
Честь захватить Пугачева ускользнула от Суворова. Спустя много лет он писал: "Чего же ради они его прежде не связали? По что не отдали мне? Потому что я был им неприятель, и весь разумный свет скажет, что в Уральске Уральцы имели больше приятелей, как и на форпостах оного". У мятежников действительно были в Яицке приятели, но это обвинение не могло относиться к яицкому коменданту полковнику Симонову, который во все время мятежа честно и энергично исполнял свой долг.
Собрав свои партии, Суворов направился к Яицку, доводя скорость марша до предела. Надежда еще не оставляла его, но путь был длинный и не без новых препятствий. Так, во время ночного марша передовые наткнулись на киргизов или калмыков, с которыми произошел небольшой бой, с убитыми и ранеными. После того Суворов отобрал из отряда доброконных людей и с ними отправился вперед. Но и это не помогло; когда он прибыл 16 числа в Яицк, Пугачев был уже выдан Симонову.
Как ни быстро совершил поход Суворов (600 верст в 9 суток), но он не стал бы отдыхать в Яицке, если бы мог выступить тотчас обратно, однако потребовалось больше двух дней на приготовления. Сколотили большую клетку на колесах, снарядили конвой из 3 рот пехоты и 200 казаков, при двух пушках; собрали небольшой гурт порционного скота, так как Симонов не мог уделить провианта больше, как на двое суток. Когда все было готово, Суворов тронулся в путь и все время лично наблюдал за сохранностью Пугачева. Шли степью опять не без происшествий. Кочевники тревожили отряд нападениями и одного человека убили, другого ранили. На дневке в деревне на р. Иргизе произошел пожар поблизости пугачевского помещения, наделавший много переполоха. Езда в клетке очень не нравилась Пугачеву, и чтобы заставить его быть спокойнее, принуждены были и его, и его 12-летнего сына посадить каждого в особую крестьянскую телегу и привязать к ней веревками, а для лучшего присмотра за ними ночью зажигали факелы. 1 октября прибыли в Симбирск, и Суворов сдал Пугачева Панину.
