Панин в начале августа получил письмо от брата, графа Никиты Ивановича, тогдашнего канцлера, что по словам прибывшего из армии князя Н. В. Репнина, Суворов для употребления против Пугачева несравненно больше всех годен.
Он приехал в Ухолово 24 августа. Панин снабдил его широкими полномочиями и отдал приказ военным и гражданским властям исполнять все его приказания и распоряжения. Получив инструкции, Суворов в тот же день отправился в путь, по направлению на Арзамас и Пензу к Саратову, с конвоем в 50 человек.
Екатерина удостоила Суворова рескриптом: "вы приехали к гр. Панину так налегке, что кроме вашего усердия к службе, иного экипажа при себе не имели, и тот же час отправились-таки на поражение врага", и пожаловала ему 2000 червонцев на экипаж.
Край на пути Суворова, носил свежие следы пребывания пугачевцев, особенно за Пензой. Везде шатались их шайки, встречались также партии, с целью обороны или погони за бунтовщиками сформированные помещиками; всюду валялись трупы, дымились пожарища. Суворов продвигался, не подвергаясь нападениям пугачевцев, которые благоразумно сторонились; сам он их не трогал, не вдаваясь в рискованные дела с ничтожным отрядом и не отвлекаясь от главной цели - погони за самим Пугачевым. Суворов даже иногда принимал имя Пугачева, когда обстоятельства того требовали, но не терял случая миротворить где можно, действуя обещанием царского милосердия. Прибегал он и к крайним мерам вразумления непокорных, преимущественно коноводов и подстрекателей, наказывая их кнутом и плетьми, но никого не казнил смертью.
Добравшись до Саратова, Суворов узнал, что неутомимый и храбрый Михельсон, который как тень следовал за Пугачевым и неоднократно его разбивал, снова нанес ему тяжелое поражение. Усилив свой отряд, Суворов пошёл к Царицыну, но множество лошадей было забрано Пугачевым, в них был недостаток, и Суворов продолжал путь водою. Разбитый Михельсоном, Пугачев ускользнул; переправившись за Волгу с небольшим числом оставшихся ему верными, он скрылся в обширной степи. Михельсон сокрушил на этот раз силу Пугачева окончательно.
Пугачев успел уйти вперед на четверо суток, однако Суворова это не остановило. Он собрал 2 эскадрона кавалерии, 2 сотни казаков, пользуясь добытыми лошадьми Михельсона посадил на-конь 300 пехотинцев, 2 легкие пушки, и через сутки переправился через Волгу. Для разведок он двинулся сначала вверх по реке, подошел к большому селу, которое держалось Пугачева, забрал 50 волов и повернул в степь. Эта степь, протянувшаяся на несколько сотен верст, безлюдная, безлесная, бесприютная, представляла собою пустыню, где грозила гибель и без неприятельского оружия. Хлеба у Суворова было очень мало; он приказал убить и завялить часть забранных волов и это мясо есть вместо хлеба, как то делал в последнюю кампанию Семилетней войны. Отряд углубился в степь. Днем держали путь по солнцу, ночью но звездам; дорог не было, шли по следам; двигались быстро, не обращая внимания на погоду, ибо укрыться все равно было негде. Суворов нагнал и присоединил к себе несколько отрядов, вышедших раньше него из Царицына; 12 сентября пришел он к р. Малому Узеню, разделил отряд на четыре части и пошел к Большому Узеню по разным направлениям. Скоро наткнулись на пугачевский след. Узнали, что Пугачев был тут утром, что люди его, видя за собой погоню, потеряли веру в успех дела, взбунтовались, связали Пугачева и повезли в Яицк, дабы выдачей предводителя спасти собственную голову. Пугачев был арестован именно в это время, в каких-нибудь 50 верстах от Суворова.
Честь захватить Пугачева ускользнула от Суворова. Спустя много лет он писал: "Чего же ради они его прежде не связали? По что не отдали мне? Потому что я был им неприятель, и весь разумный свет скажет, что в Уральске Уральцы имели больше приятелей, как и на форпостах оного". У мятежников действительно были в Яицке приятели, но это обвинение не могло относиться к яицкому коменданту полковнику Симонову, который во все время мятежа честно и энергично исполнял свой долг.
Собрав свои партии, Суворов направился к Яицку, доводя скорость марша до предела. Надежда еще не оставляла его, но путь был длинный и не без новых препятствий. Так, во время ночного марша передовые наткнулись на киргизов или калмыков, с которыми произошел небольшой бой, с убитыми и ранеными. После того Суворов отобрал из отряда доброконных людей и с ними отправился вперед. Но и это не помогло; когда он прибыл 16 числа в Яицк, Пугачев был уже выдан Симонову.