На втором этапе восстания Державин отправился в Казань, где Бибиков назначил его членом Секретной комиссии по противодействию восставшим. В задачу Державина входил сбор сведений «от крестьян» о военных передвижениях между Казанью и Саратовом, а также «о колебании народном»: по донесениям, священнослужители встречали пугачевцев хлебом и солью, благословляя злодейскую толпу [Державин 1860: 53–56]. Державин быстро обнаружил, что ему дали опасное поручение. Смотрители перекладных станций отказывались давать ему информацию и менять лошадей, и он был вынужден добиваться необходимого, угрожая пистолетом [Державин 1860: 56]. В начале января 1774 года он узнал, что самарские священники приветствовали пугачевцев «крестною и со звоном встречею без всякаго принуждения» [Державин 1860: 58]. В течение зимних месяцев он допросил множество «нелояльных» священников. Он также допрашивал пленных мятежников, «писав их показания, в которых они многия непристойныя речи изрыгали на Высочайшую власть» [Державин 1860: 60]. Учитывая недостаточную охрану, Державин имел основания опасаться за свою безопасность в случае бегства кого-либо из арестованных.
В январе 1774 года Державин на короткое время попал в плен к восставшим калмыкам, перешедшим на сторону Пугачева [Державин 1860: 59–60]. Хотя его самого освободили, калмыки убили нескольких других пленников. Вскоре после освобождения он написал калмыкам письмо, в котором упрекал их. Назвав их «изменниками» Государыни, он спрашивал: «Кто вам сказал, что Государь Петр Третий жив? После одиннадцати лет смерти его откуда он взялся? Но ежели б он был и жив, то пришел ли б он к казакам требовать себе помощи?» Державин ругал калмыков: «Стыдно вам, Калмыкам, слушаться мужика, беглаго с Дона казака Емельяна Пугачева и почитать его за Царя, который сам хуже вас всех, для того, что он разбойник, а вы всегда были люди честные» [Державин 1868–1878, 7: 19–20].
В марте 1774 года Державин получил приказ подготовить ловушку для Пугачева в Иргизской старообрядческой общине, расположенной недалеко от имения его матери в Малыковке. Для выполнения этого поручения Державин должен был завербовать среди старообрядцев осведомителей, которым предстояло установить местонахождение Пугачева и сообщить о настроениях местных жителей [Державин 1860: 61–66]. Говоря языком ХХ века, Державин действовал как сотрудник спецслужбы, которому поручили вербовку двойных агентов.
На протяжении всего второго этапа восстания Державин продолжал считать себя патриотом, верным слугой государства и хорошим солдатом. Однако, судя по его журналу, он находил свое задание «неприятным» [Державин 1860: 60][37]. Он, видимо, считал роль шпиона и полицейского следователя в какой-то степени унизительной, даже если она была «необходима» для государственной безопасности. Но даже эту свою роль он использовал для того, чтобы сообщить народу о доброжелательном отношении к нему правительства, стремился пробудить в людях желание соблюдать закон, даже если им казалось, что он противоречит их интересам. В своем журнале Державин называл Пугачева «злодеем», «бунтовщиком», «извергом», «сволочью», «самозванцем» [Державин 1860: 57, 63, 56, 59].
В начале третьего этапа восстания Державин получал противоречивые донесения о том, что Пугачев собрал подкрепление, но также и о том, что предводитель повстанцев был разбит Михельсоном и вынужден был идти на юг в Исетскую провинцию «только с восемью человеками» [Державин 1860: 74]. В середине июня Державин также получал противоречивые сведения от своих начальников относительно установления личности Пугачева и о путях отхода повстанцев [Державин 1860: 75–76]. В середине июня Державин узнал, что его семейное имение в Малыковке сожжено. В том же месяце распространились слухи о том, что войска Пугачева движутся к Саратову [Державин 1860: 76]. 16 июля Державин узнал, что Пугачев сжег Казань, а войска повстанцев повернули на юг и теперь представляют гораздо большую угрозу для Волжского бассейна, чем ранее предполагал Державин [Державин 1860: 77–78]. В письме капитану Бранту Державин писал: «…по тайному слуху все ждут чаемаго ими Петра Федоровича. Внедрившаяся в сердца язва, начавшая утоляться, кажется оживляется и будто ждет только случая открыть себя» [Державин 1868–1878, 5: 140].