Godine 1670. Razin, dok je tobože bio na putu da podnese izvještaj u kozački stožer na Donu, otvoreno se pobunio protiv vlade, zauzevši Čerkask i Caricin.Nakon što je zauzeo Caricin, Razin je sa svojom vojskom od gotovo 7000 ljudi zaplovio uz Volgu.Muškarci su putovali prema Černi Jaru, vladinom uporištu između Caricina i Astrahana.Razin i njegovi ljudi brzo su zauzeli Černi Jar kada su Černi Jar strelci ustali protiv svojih časnika i pridružili se kozačkoj borbi u lipnju 1670. 24. lipnja stigao je do grada Astrahana.Astrahan, bogati "prozor na istok" Moskve, zauzimao je strateški važno mjesto na ušću rijeke Volge na obali Kaspijskog jezera.Razin je opljačkao grad unatoč njegovom položaju na jako utvrđenom otoku te kamenim zidinama i mjedenim topovima koji su okruživali središnju citadelu.Nakon masakra svih koji su mu se suprotstavljali (uključujući dva kneza Prozorovskog) i prepuštanja bogatih bazara u gradu pljački, pretvorio je Astrahan u kozačku republiku.Godine 1671. Stepan i njegov brat Frol Razin bili su zarobljeni u tvrđavi Kagalnik (Kagalʹnickij gorodok) od strane kozačkih starješina.Stepan je tada pogubljen u Moskvi.