В сентябре 1774 года после поражения крестьянской армии у Сальникова завода Воронежской губернии был пойман крестьянин дворцового села Кирсанова Тамбовского уезда Иов Мосякин, выдававший себя за Петра III, и группа его сторонников: отставной капрал Иевлев, однодворец Алексеев, священник Фёдор и другие. Называя себя Петром III, Мосякин выдавал крепостным вольные от помещиков. Дело это рассматривалось Тайной экспедицией как имеющее крупное политическое значение, к розыску было привлечено много лиц, о нём докладывалось Екатерине. Приговор, вынесенный Мосякину, был жесток – «оного злодея казнить в Воронеже отрублением наперёд рук и ног, а потом головы и положить злодейский труп его на колесо, а голову и руки, и ноги отослать в село на колесе, воткнуть на спицы».
В июне 1774 года из села Долгие Колодцы Ливенского уезда от своего помещика к Пугачёву бежала группа крепостных. И «пришли к городу Казани дня за два до разорения того города, – показал один из них, Неустроев, после поимки. – Пугачёв дал им каждому по два пистолета, по сабле и по казачьему платью, да денег по 20 рублей» и послал «его, Неустроева, и ещё помещичьих беглых людей шесть человек в разные места с письмами уговорить народ, чтобы собирались и приходили к нему. Почему они все семь человек и поехали, а именно: первый – в Малороссию с письмом от Пугачёва и от майора Савенкова, а к кому – не знает, второй – к Тамбову в деревню помещика Исакова, третий – в Воронеж к однодворцам, четвёртый – в Орловский уезд в деревню прапорщика Скорятина, пятый – в Рыльский уезд, шестой – в Чугуевский и Изюмский уезды в слободу Гнилую к сотнику Жирошкину. А он, Неустроев, поехал с такими же письмами в Полтаву». Находясь на Украине, Неустроев «встречающимся людям в разговорах сказывал, чтобы шли к Пугачёву, уверяя их, что там и денег много дают и будет всем воля, чем и сманил трёх человек».
Сыск по этому делу не был закончен полностью – Неустроев умер под пытками. Тайная экспедиция ограничилась посылкой извещений «о посланных от… Пугачёва с письмами людях» воронежскому и белгородскому губернаторам, в Малороссийскую коллегию, графу Панину и к князю Долгорукову.
Не все агитаторы Пугачёва кончали свою жизнь в застенках. Многие из них, успешно выполнив свою задачу, бесследно растворялись в народной массе. Об одном таком агитаторе Тайная экспедиция получила известие в марте 1774 года во время розыска по делу Ивана Козмина – дьячка Архангельской церкви села Семеновского Владимирского уезда. Козмин обвинялся в том, что, получив от едущего из Казани незнакомого ему серпуховского купца «известную выдуманную злодеем Пугачёвым бумагу и видя во оной злой Пугачёва вымысел, он не только оного купца не задержал, но ещё с самой той мерзкой бумаги списывал копию и читал при крестьянах…» Дьячок отделался неожиданно лёгким приговором. Ему было зачтено в наказание «крепкое в заключении более четырех месяцев содержание», потому что «по следствию открылось, что та бумага не самим им выдумана, но подлинно списана по глупому его любопытству». Дьячок был из-под караула освобождён. «А самого того бездельника, – с сокрушением отмечается в протоколе экспедиции, – у которого он (Козмин) ту бумагу списывал копию, не сыскано».
После подавления крестьянской войны и казни Емельяна Пугачёва Тайная экспедиция развернула широкую карательную деятельность. С 1774 года в Тайную экспедицию из Оренбургской и Казанской секретных комиссий начали доставляться протоколы; и розыскные дела. За это время экспедиция вынесла решения по 685 розыскным делам участников мятежа. Из них 177 были делами крестьян, 24б делами казаков, 22 – работных людей (преимущественно молотовых рабочих), 55 – башкир, татар, чувашей и других инородцев, 13 – солдат, 140 – священников и 29 – дворян (главным образом офицеров).
В том числе приговоры были вынесены по делу Юлая Азналина и Салавата Юлаева, пугачёвских полковников и есаулов. За исключением 109 человек яицких казаков во главе с Петром Булдыгиным, освобождённых от наказания, потому что они «не только сами явились, но и привезли его (Пугачёва) с собой в Уральск, предали правосудию», т. е. в руки правительства, почти все руководители восставших были казнены. Что же касается рядовых участников восстания, то они были подвергнуты различным наказаниям. Крестьян обычно после наказания кнутом или плетьми отправляли к их помещикам или на каторгу в Таганрог и Рогервик, где их должны были «во всю жизнь содержать в оковах», или в Сибирь на поселение.
Такой же расправе подвергались и работные люди, принимавшие участие в крестьянской войне. В числе их жестоко был наказан плетьми и сослал «в тяжкую каторжную работу» предводитель отряда работных людей Боткинского завода молотовный мастер Семён Пономарёв. В отдельных случаях работные люди после наказания посылались на различные заводы, причём мастера – в качестве простых рабочих с условием, «что в мастера всю жизнь их не произведут».
Священников, как правило, не подвергали телесным наказаниям, но в большинстве случаев «лиша священства, посылали в Нерчинск на каторжную работу вечно». Иногда священников после лишения сана отправляли в солдаты, «а буде негодны, то положив в подушный оклад, причисляли во крестьянство».
Жестоко расправлялась Тайная экспедиция с теми из дворян, которые изменили интересам своего класса или недостаточно их защищали. В феврале 1774 года экспедиция осудила к лишению всех чинов и дворянского звания, записанию в солдаты и наказанию шпицрутенами поручика Илью Щипачева, прапорщика Ивана Черемисова, подпрапорщика Богдана Буткевича; первого – за то, что, оставшись старшим офицером Самарской крепости, сдал её без сопротивления повстанцам и присягнул Пугачёву, второго – за сдачу повстанцам без сопротивления отряда пленных польских конфедератов и также за присягу Пугачёву, третьего – тоже за присягу Пугачёву.
Рассматривая и окончательно решая эти дела, Тайная экспедиция совершенно не интересовалась выяснением причин участия в крестьянской войне того или иного обвиняемого. У чиновников не было сомнения, что война являлась «неестественным» возмущением крепостных против своих «законных» господ. Они ограничивались лишь установлением степени участия обвиняемого в восстании и добровольным ли это участие было.
Тайной экспедиции также долго пришлось вести борьбу с разными слухами, главным образом о том, что Пугачёв жив. В мае 1775 года за слова, что «хотя перепела и поймали, но соловушка ещё жив», был схвачен и доставлен в Тайную экспедицию яранский купец Матвей Поте-хин. Примерно в то же время кунгурский татарин Шун-карь Андрюшин "разглашал, что якобы «злодей не пойман». В июле того же года в «Переволочинской округе бродя по селениями малороссиянин Попович произносил между простолюдством разглашение… Сказывал, будто бывший третий император Пётр Фёдорович под именем казнённого Пугачёва жив и находится на море между войсками, который-де там обретается в образе называемого простым народом Метлы. А сам он, Попович, послан в здешний край от Пугачёва для разведывания, какое, где об нём эхо происходит. И будет до вскорости много беды некоторым господам и священникам, позабудут они бедный народ забижать». За эти слова Попович был наказан плетьми и сослан на каторгу.
Уже спустя много лет по окончании крестьянской войны, в 1786 году, тобольский губернаторский прокурор сообщал в Тайную экспедицию о розыске по делу беглого крестьянина Петра Хрипунова в подговоре им к бегству дворового человека Фёдора Алексеева. Хрипунов подговорил Алексеева бежать с ним в Барнаул, рассказав, что он, Хрипунов, «был на линиях Иртышских пять лет и что-де около Барнаула, в степи, верстах в 100, стоит лагерем на 80 вёрст великая команда, при коей и царь Пётр Фёдорович». Сообщив, что в своё время он был у Пугачёва атаманом «и чин его в команде не потерян», Хрипунов обещал Алексееву, что когда они придут к государю, то «ты-де будешь со мною дома и холопом не будешь, да и все холопы будут вольные».
В связи с крестьянской войной Тайная экспедиция уделила значительное внимание выявлению родственников Пугачёва. В августе 1776 года киевским генерал-губернатором Байковым в Тайную экспедицию был прислан брат Емельяна донской казак Дементий Пугачёв. Во время розыска было установлено, что Дементий «с Пугачёвым ни малейшего в действиях его участия не имел и служил во время турецкой войны порядочно, с должною верностью». Тайная экспедиция приговорила освободить брата Пугачёва и отправить его в войско донское, но с тем, «чтобы его впредь в войске Пугачёвым не называть, а именовать Дементием Ивановым… Ему же, Иванову, за доброе его поведение и верную службу выдано в награждение сто рублей». Известно, что ЕЛугачева допрашивали несколько раз, сперва в Яицком городке, а затем в Москве. Однако наиболее исчерпывающим, с точки зрения Екатерины II, был допрос, сделанный фактическим главою Тайной экспедиции С.И.Шешковским.