Казнь Пугачева и других приговоренных состоялась 21 января 1775 года в Москве на Болотной площади. По рассказам современников, на казни бунтаря присутствовало очень много народу, стоял лютый мороз. По прочтении манифеста Пугачев, стоя на эшафоте, перекрестился на соборы, поклонился на все стороны и покаялся перед народом. Затем отрубленная палачом голова была показана народу и оказалась на спице, остальные части тела - на колесе.

Емельян Иванович Пугачев - донской казак, предводитель Крестьянской войны 1773-1775 годов в России. Назвавшись «Императором Петром III», он поднял восстание уральских казаков, которое очень быстро превратилось в крупное крестьянское восстание. Осенью 1774 года Пугачев был разбит в битве у Солениковой ватаги и с остатками войска бежал. Но он не знал о уже сложившемся к этому времени в его отряде заговоре казацких полковников, решивших в обмен на заговорщика получить от правительства помилование.

В сентябре 1774 года Емельян Пугачев был передан властям некоторыми своими соратниками. Сначала он содержался под следствием в Яицком городке, где его лично допросил генерал-поручик Александр Суворов, а затем был отправлен в Симбирск. Здесь Пугачева вновь допрашивали в течение нескольких дней и впервые к нему применили пытки, в результате которых он оговорил себя и своих сподвижников. Допрос вели командующий карательными войсками граф Панин и начальник секретных комиссий генерал-майор Потемкин.

В начале ноября Пугачев был перевезен в Москву и помещен в подвале здания Монетного двора у Воскресенских ворот Китай-города. Вместе с ним для проведения генерального следствия были доставлены и все оставшиеся в живых плененные участники восстания. Следствие велось особой следственной комиссией Тайной экспедиции Сената.

Императрица Екатерина II живо интересовалась ходом следствия, указывая направления, в которых должны были вестись допросы. По окончании следствия она определила и состав суда, в который вошли 14 сенаторов, 11 «персон первых трех классов», 4 члена Синода и 6 президентов коллегий. Наблюдать за проведением процесса был назначен генерал-прокурор Вяземский. Первое заседание суда состоялось 30 декабря 1774 года в Тронном зале Кремлевского дворца.

После нескольких заседаний суд приговорил Пугачева к смертной казни: «Емельку Пугачева четвертовать, голову воткнуть на кол, части тела разнести по четырем частям города и положить на колеса, а после на тех местах сжечь». Вместе с ним к четвертованию был приговорен и Афанасий Перфильев, а еще трое - Шигаев, Подуров и Торнов - к повешению.

Приговор был приведен в исполнение 21 января 1775 года на Болотной площади. По рассказам современников, переданным, в частности, в пушкинской «Истории Пугачева», палач имел тайное указание от Екатерины II сократить мучения осужденных, и Пугачеву с Перфильевым сначала отсекли головы и лишь потом четвертовали.

Стоя на эшафоте, Пугачев крестился на соборы, кланялся на все стороны и говорил: «Прости, народ православный, отпусти мне, в чем я согрешил перед тобой. Прости, народ православный!». Через несколько минут отрубленная палачом голова была показана народу и оказалась на спице, остальные части тела - на колесе. Казнь Перфильева была последним четвертованием в России.

После казни Пугачева все его родственники сменили фамилию на Сычев, станица Зимовейская переименована в Потемкинскую. Первую жену Пугачева Софью Дмитриевну и детей Трофима, Аграфену и Христину, а также вторую жену - Устинью Петровну приговорили к содержанию в Кексгольмской крепости.