25 октября конвой с Пугачевым выехал из Симбирска. Его сопровождали капитан А.П. Галахов, десять других офицеров, 40 гренадеров, 40 яицких казаков. От станции до станции их сопровождали посменно по две роты пехоты с двумя пушками. «Маркиза Пугачева, — торжествующе писала императрица барону Мельхиору Гримму, одному из знаменитых энциклопедистов, своему корреспонденту во Франции, — везут теперь из Симбирска в Москву, связанного, окрученного, словно медведя, а в Москве его ожидает виселица».
По словам Рунича, Пугачев в Симбирске пребывал в состоянии «уныния и задумчивости». По дороге же в Москву «стал разговорчивее, веселее и каждый вечер на ночлеге рассказывал нам о военных своих подвигах и разных приключениях своей жизни».
Конвой следовал через Алатырь, Арзамас, Муром, Владимир.
3 ноября Пугачев прибыл в село Ивановское, в 29 верстах от Москвы по Владимирской дороге. Здесь к конвою присоединилась команда полицейских гусар. Ожидался «злодей» на следующий день. Вся Москва готовилась к встрече. Сенатор П.А. Вяземский, брат генерал-прокурора Сената, писал ему: «Завтрашний день привезут к нам в Москву злодея Пугачева. И я думаю, что зрителей будет великое множество, а особливо — барынь, ибо я сегодня слышал, что везде по улицам ищут окошечка, откуда бы посмотреть».
4 ноября, рано утром, Пугачева ввезли в Москву. Он сидел, скованный по рукам и ногам, внутри железной клетки на высокой повозке. От Рогожской заставы до Красной площади все улицы заполнили толпы народа. Дворяне, офицеры, духовенство, все богатые люди ликовали. Простой народ молча смотрел на «государя», своего заступника, окованного кандалами.
Тюрьму устроили на Монетном дворе (позади нынешнего Музея В.И. Ленина). Камеру, в которой сидел Пугачев, окованный кандалами, прикованный цепью к стене, охраняли десять солдат Преображенского полка и рота Второго гренадерского полка.
Председателем следственной комиссии, которая допрашивала Пугачева, императрица назначила М.Н. Волконского, московского генерал-губернатора, ее членами — П.С. Потемкина, С.И. Шешковского, обер-секретаря Тайной экспедиции Сената. По указанию Екатерины II следователи снова и снова выясняли корни «бунта», «злодейского намерения» Пугачева, принявшего на себя имя Петра III. Ей по-прежнему казалось, что суть дела — в самозванстве Пугачева, обольщавшего простой народ «несбыточными и мечтательными выгодами». Опять искали тех, кто толкнул его на восстание, — агентов иностранных государств, оппозиционеров из высших представителей дворянства или раскольников.