Наиболее боеспособные части были стянуты даже с польской границы. В армию включили полки «нового строя» — рейтарские и драгунские части во главе с иностранными офицерами. Во главе карательных войск Алексей Михайлович поставил лучших русских полководцев Ю. А. Долгорукого и Ю. Н. Борятинского.
Не спеша царская армия стала продвигаться к Поволжью. Попутно карательные отряды подавляли очаги сопротивления в отдельных уездах, селах и деревнях.
Долгорукий сурово карал ослушников, повсюду вдоль дорог стояли виселицы с повешенными повстанцами. Сотням людей в наказание отрубали руки, вырывали языки, выжигали на лбу и щеках позорные знаки.
В начале октября 1670 г. за Симбирск разгорелось ожесточенное сражение, в ходе которого повстанцы проявили чудеса храбрости и самоотверженности. Но и войска подошедшего сюда князя Борятинского выказали ""высокую боевую выучку, преданность престолу и стойкость. К тому же совершили вылазку и войска гарнизона. Повстанцы попали между двух огней.
Разин дрался в гуще сражения, увлекая своим примером товарищей, однако был ранен сабельным ударом в голову. Истекающего кровью и потерявшего сознание атамана перенесли в один из стругов, которые стояли на берегу Волги под тщательной охраной. В случае поражения для повстанцев это был последний путь к спасению.
Сражение ещё продолжалось, но казацкие атаманы уже отчалили от берега. Их струги летели вниз по Волге, туда, где ладьи легко было перетащить на Дон. А там были уже свои обжитые безопасные края. Разина привезли в Кагальницкий городок, откуда он начал антибоярский поход, а царские войска продолжали громить повстанческие отряды. Дольше всех, около года, держалась восставшая Астрахань, но в конце концов пала иона.
Кое-где очаги восстания ещё вспыхивали, среди крестьян поволжских лесов распространялись грамоты, что атаман вот-вот снова выйдет на Волгу, что он лишь скрывается до поры до времени. Но Разина все не было, а его соратники и помощники один за другим оказывались в царских застенках и клали головы на плаху.
В апреле 1671 г. в Кагальнике был схвачен и сам атаман. Арестовали его домовитые казаки, которые пришли к нему как бы для увещевания, убеждали повиниться перед властями. Но Разин был непреклонен. Он надеялся «собрать новых молодцов и снова пойти в Русь защищать сирых и убогих». Но сделать этого ему не удалось: несколько человек навалились на него, скрутили руки.
Под усиленной охраной в клетке, поставленной на телегу, повезли Разина в Москву. Там он выдержал долгие допросы, в том числе в присутствии самого Алексея Михайловича, перенес неимоверные пытки. Но атаман не потерял присутствия духа, не дрогнул, не выдал своих ещё бывших на свободе соратников.