Под Царицыном войско Разина выросло до 10 тыс. человек. Вскоре стало известно, что на помощь Царицыну выслан стрелецкий отряд И. Лопатина в 1000 человек из Москвы, а из Астрахани движется 5-тысячное войско С. Львова. Сначала Разин внезапно атаковал и разбил отряд Лопатина, а затем покончил и с отрядом Львова, большая часть которого перешла на сторону казаков. Если Лопатин был убит, то за Львова ходатайствовал, сам Разин. Дело в том, что по возвращении Разина из персидского похода князь Семен Иванович был щедр на угощение атамана и даже подарил ему икону Божией Матери, став, по русскому обычаю, его названым отцом.
После Царицына Разин хотел идти в верхние государевы города, но, получив весть о том, что «свои» с нетерпением ждут его в Астрахани, двинулся туда. Астраханский воевода Прозоровский, как мог, укрепил город с помощью немца Бутлера, капитана первого русского корабля «Орел», стоявшего на Волге, и полковника-англичанина Фомы Бойля, но на стрельцов особо рассчитывать не приходилось. К тому же были и зловещие знамения. 13 июня караульные стрельцы видели, как над Астраханью «отворилось нёбо и на город посыпались печные искры». Об этом рассказали митрополиту Астраханскому Иосифу. Он заплакал и, вернувшись от заутрени в келью, сказал: «Излиялся с небеси фиал гнева Божия». Коренной астраханец, владыка не ждал ничего хорошего от казаков, он помнил, как в Смутное время они бесчестили тогдашнего архиеписопа Феодосия. Митрополит и сам носил след того времени: голова его постоянно тряслась от удара, нанесенного ему, тот да 8-летнему мальчику, казаками Заруцкого.
Вскоре заговорили о новом знамении: караульные стрельцы и сам митрополит видели в небе рано поутру три разноцветных, словно радуга, столба, а над ними три венца.
22 июня разинцы подступили к городу, а 23-го начали приступ. Впрочем, он меньше всего походил на штурм — воеводу Прозоровского с верными людьми разинцы отвлекли к Вознесенским воротам, а сами поставили осадные лестницы в другом месте, где астраханские стрельцы подавали казакам руки и помогали перелезть стену. Повторилась ситуация что и в Царицине: только воевода и его окружение оказали сопротивление. Последним убежищем оборонявшихся оказался городской собор. Здесь они заперлись вместе с женами и детьми. Сюда принесли на ковре раненного Bi живот Прозоровского. Митрополит Иосиф исповедовал и причастил несчастного, готовя к мученическому концу. Тот был близок: казаки уже ломали двери собора, запертые железной решеткой. Фрол Дура, пятидесятник конных стрельцов, пытавшийся защищать вход, был изрублен в куски. Выстрелом из самопала убили на руках матери полуторагодовалого ребенка. Прозоровского, дьяка, голов стрелецких, дворян и детей боярских посадили под стенами в ожидании суда. Вот как описывает суд и расправу атамана Н. И. Костомаров: «В восемь часов явился Стенька на суд. Он начал с Прозоровского, приподнял его за руку и вывел на раскат. Все видели, как Стенька сказал что-то воеводе на ухо,_ тот отрицательно покачал головой; вслед за тем Стенька столкнул воеводу с раската головой вниз. Дошла очередь и до связанных, которых было около четырехсот пятидесяти человек. Всех приказал перебить Стенька. Чернь исполнила приговор атамана; по его приказанию, тела были свезены в Троицкий монастырь и погребены в одной общей могиле. Тут было и тело Прозоровского.
Вслед за этой расправой, Стенька, не терпевший ничего писаного, приказал вытащить из приказной палаты все бумаги и сжечь на площади. «Вот,— говорил он,— я сожгу так все дела наверху у государя».
Имущество убитых было поделено между козака-ми и приставшими к ним стрельцами и астраханскими жителями. Ограблены были церкви и торговые дворы; товар также делили.
Астрахань была обращена в козачество. Стенька пробыл в этом городе три недели и почти каждый день бывал пьян. Он обрекал на мучения и смерть всякого, кто имел несчастие не угодить народу. Тех резали, тех топили, иным рубили руки и ноги, пускали ползать и истекать кровью».
Судьба оставшихся в живых вдов дворян, детей боярских и приказных была не многим слаще, чем у их несчастных мужей и родителей. Атаман приказал их разобрать в жены своим казакам, а священников заставил их венчать.
Перед уходом из Астрахани Стенька устроил еще одну потеху. Он отнял у княгини Прозоровской двоих сыновей 16 и 18 лет и приказал повесить их вниз головой на городской стене. Рядом висел подвешенный за ребро подьячий. На другой день тело старшего Прозоровского было велено сбросить со стены, младшего, едва живого, высекли и вернули матери.
Оставив в Астрахани атаманом Ваську Уса, Разин двинулся вверх по Волге.
Его войско насчитывало теперь до 10 тысяч человек. Во встречавшихся селениях повторялось то, что было в Царицыне и Астрахани,— горожане и стрельцы переходили на сторону атамана, пытавшаяся сопротивляться администрация уничтожалась.
Саратов и Самара встретили восставших с колокольным звоном, хлебом и солью.