«Ты ли Зимовейской станицы беглой донской казак Емелька Пугачёв? Ты ли по побеге с Дону, шатаясь по разным местам, был на Яике и сначала подговаривал яицких казаков к побегу на Кубань, потом называл себя покойным государем Петром Фёдоровичем? Ты ли содержался в Казани в остроге? Ты ли, ушед с Казани, принял публично имя покойного государя Петра Третьего, собрал шайку подобных злодеев, с оною осаждал Оренбург, выжег Казань и делал разные государственные разорения, сражался с верными ея императорского величества войсками и, наконец, артелью твоей связан и отдан правосудию ея величества, так как в допросе твоём обо всём обстоятельно от тебя показано? Имеешь ли чистосердечное раскаяние во всех содеянных тобою преступлениях?»
На все вопросы судьи услышали утвердительные ответы, а при ответе на последний вопрос Пугачев ожидаемо для всех раскаялся в совершенных преступлениях.
Оживленную дискуссию среди судей вызвало распределение подсудимых по «сортам» в зависимости от тяжести их вины. Первоначально такой жестокий способ наказания, как четвертование, планировалось применить только к Пугачеву. Однако некоторые из судей посчитали наказание путем отсечения головы слишком легким для одного из пугачевских сподвижников, яицкого казака А. П. Перфильева. Назначение же четвертования Перфильеву открыло вопрос об изменении наказания самому Пугачеву, как «в высшей степени повинному» в совершенных преступлениях. Стремясь выделить Пугачева из массы других преступников, судьи предлагали для него еще более страшную казнь — колесование. Компромисс все-таки удалось найти: судьи сошлись на том, чтобы не менять Пугачеву меру наказания, но после четвертования останки надлежало положить на колесах и сжечь.
К 3 (14) января 1775 года комиссия из сенаторов Д. В. Волкова и И. И. Козлова, а также руководителя следствия, Потемкина, подготовила решительную сентенцию (приговор). Пугачев и его сподвижники признавались виновными в совершении многочисленных преступлений, в том числе, среди прочего, намерении завладеть государством, государем быть, в участии словом или делом в бунте, сожжении города, села, деревни или церкви. При назначении наказания суд показательно сделал попытку учесть наказ императрицы о соблюдении норм гуманности: приговор был вынесен,
Тем не менее, приговор оказался весьма суров:
«за все учиненные злодеяния, бунтовщику и самозванцу Емельке Пугачеву, в силу прописанных божеских и гражданских законов, учинить смертную казнь, а именно: четвертовать, голову взоткнуть на кол, части тела разнести по четырем частям города и положить на колеса, а после на тех же местах сжечь.»
Другим обвиняемым были назначены различные по тяжести наказания сообразно степени их вины: от четвертования, отсечения головы и повешения до телесных наказаний, ссылки на каторгу и лишения чинов. Группа казаков, схвативших Пугачева и передавших его властям,
После проверки приговора императрицей на последнем заседании 9 (20) января 1775 года приговор был подписан присутствовавшими судьями за исключением представителей Синода. Духовные лица, в целом поддержавшие приговор и назначение «жесточайшей казни», ходатайствовали освободить их от подписания сентенции. Они указывали на несовместимость подписания смертного приговора с их духовным статусом. Их просьбы были услышаны, текст приговора был дополнен пояснительной записью, и от подписания приговора они были освобождены.