Утром Гринев узнает, что казаки покинули крепость и насильно увели с собой Юлая. Маша выехать в Оренбург не успела – дорога перекрыта. Уже на рассвете появились возле крепости казацкие и башкирские дозоры. По приказу капитана их отгоняют выстрелами из пушки, но вскоре появляется основная сила пугачевцев. Впереди – сам Емельян в красном кафтане на белом коне.
К стенам крепости подъезжают четыре казака-изменника. Они предлагают сдаться и признать Пугачева государем. Казаки перебрасывают через частокол голову Юлая прямо к ногам Миронова. Капитан велит стрелять. Одного из переговорщиков убивают, остальные бросаются прочь.
Начинается штурм крепости. Миронов прощается с женой и благословляет перепуганную Машу. Василиса Егоровна уводит девушку. Коменданту удается выстрелить из пушки еще раз, затем он велит открыть ворота и бросается на вылазку. Но солдаты не следуют за командиром. Нападающие врываются в крепость.
Гринева связывают и приводят на площадь, где пугачевцы сооружают виселицу. Собирается народ, многие встречают бунтовщиков хлебом и солью. Самозванец сидит в кресле на крыльце комендантского дома и принимает от пленных присягу. Иван Игнатьич и Миронов присягнуть отказываются. Их тут же вешают.
Доходит очередь до Гринева. С удивлением он узнает в кругу мятежников Швабрина. Петра подводят к виселице, но тут в ноги Пугачеву падает Савельич. Слуге удается вымолить помилование, и Гринева освобождают.
Из дома выводят Василису Егоровну. Увидев своего мужа на виселице, она называет Пугачева беглым каторжником. Старуху убивают.
