Весной 1670 года начался второй период восстания, то есть собственно война. От этого момента, а не от 1667 года, обычно отсчитывают начало восстания. Разинцы захватили Царицын и подошли к Астрахани, сдавшейся без боя. Там они казнили воеводу и дворян и организовали собственное правительство во главе с Василием Усом и Фёдором Шелудяком.
После этого на сторону Разина свободно перешло население Среднего Поволжья (Саратов, Самара, Пенза) , а также чуваши, марийцы, татары, мордва. Такому успеху способствовало то, что Разин объявлял каждого перешедшего на его сторону свободным человеком.
В сентябре 1670 года разинцы осадили Симбирск, но не смогли взять его и отошли на Дон. Тем временем на Разина двинулись правительственные войска во главе с князем Долгоруковым, под командой которого были так же иностранные наёмники, в частности, немецкая конница. Опасаясь расправы, казачья верхушка во главе с войсковым атаманом Корнилом Яковлевым выдала Разина властям. В июне 1671 года он был четвертован в Москве; через несколько лет был также казнён его брат Фрол.
Несмотря на казнь предводителя, разинцы продолжали обороняться и смогли удержать Астрахань до ноября 1671 года.