После поражения под Азовом заговор зажиточных казаков возобновился. Знатные подступили к куреню, где находился Булавин, и начали его обстреливать. Булавин защищался до последней возможности, но видя безнадежность своего положения, пустил себе пулю в висок. В донесении Толстого говорилось: «Голова его прострелена знатно из пистоли влево в висок».
В «Поденной росписи или журнале 1702-1714 годы» говорится: «В 20 день июля приехал курьер из Азова от губернатора Толстого с ведомостью, что бунтовщиков булавинцев (которые приходили к Азову, счастливо от города отбили), которых приходилось 5 000 и из оных с половину побиты, а прочие убежали, в то же время и главный вор и бунтовщик Булавин застрелился, которого труп привезен был в Азов».
Велено было лекарю голову хранить (Булавина) в спирте, а тело Булавина повесить за ногу У реки Каланчи.
Царские войска подошли к Черкасску. В. Долгорукий писал к А.Д. Меншикову: «Доношу вашей светлости июля 27 дня, пришли мы к Черкасскому и атаман Илья Зерщиков вышел с острова в винах своих просил у государя милости, и самых заводчиков к воровству 26 человек отдали, а потом привели их атамана и казаков ко кресту, чтобы им впредь не изменять».
В Черкасске была произведена казнь 40 булавинцев. Руки и ноги самого Булавина были выставлены на кольях.
19апреля 1709 г. Петр I лично прибыл в Черкасск и отпраздновал подавление восстания. Головы двух атаманов - Булавина и Зерщикова - были вткнуты на колья.
По данным Воронежского государственного архива, К. Булавин был сыном станичного атамана, не получил никакого образования, едва подписывался. (В.И. Лебедев. «Булавинское восстание», Шщ, 1934 г.).