Эпиграф из народной песни «Голова, моя головушка», герою которой грозит виселица.
Гринев обнадежен тем, что Маша больше его не избегает и будет в безопасности, волнуется, но в тоже время даже ждет опасности. И утром от Ивана Игнатьича узнает, что крепость окружена. «Пугач пришел». Маша уехать не успела…
Комендант воодушевляет солдат. Остальные ожидают с возвышения, что будет делать неприятель. Комендант требует выстрелить из пушки в степь. Все ожидают подхода основных сил Пугачева. На вал приходят Василиса Егоровна с Машей. Гринев чувствует себя рыцарем девушки.
Показывается большое конное войско, на белом коне – сам Пугачев. Защитники крепости видят и казаков-изменников, и голову бедного калмыка Юлая. Эту-то голову они сбросили к ногам старого коменданта. И потребовали выйти встречать «государя». В ответ комендант приказал стрелять. Потрясенную Машу уводят. Но прежде Василиса Егоровну просит мужа благословить дочку, попрощаться. Потом просит прощенья у мужа сама, как в свой последний час…
Комендант отпугивает неприятеля картечью. Но, конечно, те все равно идут на приступ. Тогда Миронов с Иваном Игнатьичем и Гриневым ведет гарнизон вперед, в бой. Но солдаты в замешательстве стоят… Мятежники врываются в крепость.
Комендант ранен, Гринев схвачен. Начинается присяга Пугачеву. От коменданта он слышит: «ты вор и самозванец!» Пугачев делает знак – его люди вешают Миронова. Потом Ивана Игнатьича. Стоит с петлей на шее и молится и сам Гринев… А Швабрин переходит на сторону мятежников.
Внезапно Савельич со словами «отец родной!» кидается в ноги Пугачеву, просит за «дитятю». Гринев помилован. Но руку злодея целовать отказывается. Гринев наблюдает, как жители, солдаты присягают Пугачеву как государю. Показывается Василиса Егоровна, видит повешенного мужа, свою «удалую солдатскую головушку», убитого «беглым каторжником». Не стерпев ее слов, Пугачев велит заставить ее замолчать. Это исполняет молодой казак: убивает ее ударом сабли по голове. Пугачев едет обедать к священнику, народ бежит следом…
