Пугачев сделал движение на Илецкий городок и, вдруг поворотя к Татищевой, в ней засел и стал там укрепляться. Голицын послал было к Илецкому городку подполковника Бедрягу с тремя эскадронами конницы, подкрепляемой пехотою и пушками, а сам пошел прямо на Переволоцкую 9 (куда возвратился и Бедряга); оттуда, оставя обоз под прикрытием одного батальона при подполковнике Гриневе, 22 марта подступил под Татищеву.
Крепость, в прошедшем году взятая и выжженная Пугачевым, была уже им исправлена. Сгоревшие деревянные укрепления были заменены снеговыми. Распоряжения Пугачева удивили князя Голицына, не ожидавшего от него таких сведений в военном искусстве. Голицын сначала отрядил триста человек для высмотру неприятеля 10. Мятежники, притаясь, подпустили их к самой крепости и вдруг сделали сильную вылазку, но были удержаны двумя эскадронами, подкреплявшими первых. Полковник Бибиков тот же час послал егерей, которые, бегая на лыжах по глубокому снегу, заняли все выгодные высоты. Голицын разделил войска на две колонны, стал приближаться и открыл огонь, на который из крепости отвечали столь же сильно. Пальба продолжалась три часа. Голицын увидел, что одними пушками одолеть было невозможно, и велел генералу Фрейману с левой колонною идти на приступ. Пугачев выставил противу него семь пушек. Фрейман их отнял и бросился на оледенелый вал. Мятежники защищались отчаянно, но принуждены были уступить силе правильного оружия — и бежали во все стороны. Конница, дотоле не действовавшая, преследовала их по всем дорогам. Кровопролитие было ужасно. В одной крепости пало до тысячи трехсот мятежников. На пространстве двадцати верст кругом, около Татищевой, лежали их тела. Голицын потерял до четырехсот убитыми и ранеными, в том числе более двадцати офицеров 11.
Победа была решительная. Тридцать шесть пушек и более трех тысяч пленных достались победителю. Пугачев с шестьюдесятью казаками пробился сквозь неприятельское войско и прискакал сам-пят в Бердскую слободу с известием о своем поражении. Бунтовщики начали выбираться из Берды, кто верхом, кто на санях. На воза громоздили заграбленное имущество. Женщины и дети шли пешие. Пугачев велел разбить бочки вина, стоявшие у его избы, опасаясь пьянства и смятения. Вино хлынуло по улице. Между тем Шигаев, видя, что все пропало, думал заслужить себе прощение и, задержав Пугачева и Хлопушу 12, послал от себя к оренбургскому губернатору с предложением о выдаче ему самозванца и прося дать ему сигнал двумя пушечными выстрелами. Сотник Логинов, сопровождавший бегство Пугачева, явился к Рейнсдорпу с сим известием. Бедный Рейнсдорп не смел поверить своему счастию и целых два часа не мог решиться дать требуемый сигнал! Пугачев и Хлопуша были между тем освобождены ссылочными, находившимися в Берде.
Пугачев бежал с десятью пушками, с заграбленною добычею и с двумя тысячами остальной сволочи. Хлопуша прискакал к Каргале с намерением спасти жену и сына. Татары связали его и послали уведомить о том губернатора. Славный каторжник был привезен в Оренбург, где наконец отсекли ему голову в июне 1774 года.