În 1670, Razin, în timp ce aparent era în drum spre sediul cazacilor de pe Don, s-a răzvrătit în mod deschis împotriva guvernului, cucerind Cerkassk și Tsaritsyn. După ce a capturat Tsaritsyn, Razin a urcat pe Volga cu armata sa de aproape 7.000 de oameni. Bărbații au călătorit spre Cherny Yar, o fortăreață guvernamentală între Tsaritsyn și Astrakhan. Razin și oamenii săi au luat rapid Cherny Yar când Cherny Yar s-au ridicat împotriva ofițerilor lor și s-au alăturat cauzei cazacilor în iunie 1670. Pe 24 iunie a ajuns în orașul Astrakhan. Astrakhanul, bogata „fereastra spre Est” a Moscovei, ocupa o locație importantă din punct de vedere strategic la vărsarea râului Volga, pe malul Mării Caspice. Razin a jefuit orașul, în ciuda poziționării sale pe o insulă puternic fortificată și a zidurilor de piatră și a tunurilor de aramă care înconjurau cetatea centrală. După ce i-a masacrat pe toți cei care i s-au opus (inclusiv doi prinți Prozorovsky) și a dat pradării bogatelor bazare ale orașului, a transformat Astrahanul într-o republică cazacă. În 1671, Stepan și fratele său Frol Razin au fost capturați la cetatea Kagalnik (Кагальницкий городок) de către bătrânii cazaci. Stepan a fost apoi executat la Moscova.