Перепуганные размахом крестьянского движения царское правительство срочно сформировало и послало на Среднюю Волгу мощные силы карателей. Так, из Москвы в район Арзамаса и Алатыря были направлены войска Юрия Долгорукова, а из Тамбова под Шацк - войска Якова Хитрово. Во второй половине октября восточнее Шацка, у села Конобеево произошла кровопролитная битва повстанческих сил Михаила Харитонова и Василия Федорова с войсками Якова Хитрово. Она закончилась поражением восставших. Лишь с небольшим отрядом Михаил Харитонов и Василий Федоров вернулись к Верхнему и Нижнему Ломовам. Они хотели пробиться к Степану Разину. Но ломовцы не отпустили их, а "начали унимать и говорить, мы де под Шацк пойдем всеми головами". И действительно, как видно из документов, ломовцы и керенцы поголовно поднялись на защиту завоеванной свободы. В короткий срок была создана новая армия под начальством Михаила Харитонова, Василия Федорова и верхнеломовца Михаила Дмитриева. В ней насчитывалось 5 тысяч человек. Из них "донских казаков только всех человек с 40", а остальные "с Ломова, да и с керенских чинов служилые люди и мужики". Боевым лагерем стали в "большом лесу" севернее Керенска. " А в лесу де у них меж Керенки и Алдалева засеки большие, а на засеках де сторожа по сту человек в трех местах". 11 декабря 1670 года на эти засеки были брошены правительственные войска. Повстанцы мужественно защищались, однако были вынуждены отойти к деревне Ачадово. Через два дня здесь произошло новое, последнее сражение с правительственными войсками. Вооруженные чем попало повстанцы сражались до конца. "И приступили, государь, х той деревне твои... ратные люди жестокими приступами, - доносилось царю, - и ис пушек по их ... обозу били с третьего часа дня по четвертый час ночи". Особенно отчаянно сражались "керенского города служилые люди и Керенского уезда разных сел и деревень служилые татаровя и мордва...". В донесении царю отмечалось, что многие ратные люди на том бою "переранены тяжелыми ранами, пиками и рогатинами пробиты насквозь, а ныне из пищалей и из луков перестреляны". Потерпев поражение, повстанцы разрозненными отрядами стали отступать по черте на юго-восток. Их положение стало особенно тяжелым, когда с севера, на соединение с карателями Якова Хитрово двинулись правительственные войска Юрия Долгорукова. Захватив Темников, Красную Слободу, Троицк, Наровчат, они 15 декабря вышли к засечной черте и овладели Инсаром. В это время покинув Верхний и Нижний Ломовы, остатки отряда Михаила Харитонова отошли к Пензе. Туда были посланы царские каратели под командованием полковников Д.Фандернисета и С. Зубова. Им предписывалось "на Пензе над воровскими людьми... поиск чинить". 20 декабря каратели подошли к Пензе. Располагая малыми силами, повстанцы ушли в саратовскую степь. Каратели предприняли было за ними погоню, но безуспешно. Всю зиму в пензенских местах действовали каратели. Они старались так рьяно, что после их пребывания села превращались в пепел и пустыри. С циничной откровенностью писал об этом палач князь Юрий Долгоруков : "А которые де государь, деревень мордва с твоими... ратными людьми бились, велел те деревни сжечь и воровские люди многие в тех деревнях сгорели". Современники оставили описания страшной расправы царских палачей над восставшими: их забивали до смерти плетьми, сажали на кол, вешали, топили, четвертовали. Смертью поплатились многие отважные сподвижники Степана Разина. Так, были подвергнуты пыткам, а потом повешены ломовские посланцы Степану Разину - Андрей Бобровников и Михаил Умрихин (Сурихин), зверской пытке подвергнуты Василий Федоров и верхнеломовский вожак Максим Дмитриев. Последний, как и Степан Разин, был четвертован. Однако, несмотря на зверскую расправу, крестьянское движение в крае не прекращалось. Как видно из документов, в январе 1671 года в Тамбовском уезде образовались новые повстанческие отряды, в составе которых активно действовали люди "с черты от Керенска и от Ломова". В другом документе, датированном 8 января 1671 года, говорится, что восставшие Курмышского уезда "дожидаютца больших к себе людей с Пензы". Весной 1671 года с Дона к черте вновь двинулись отряды повстанцев. Один из них в мае 1671 года подошел к Пензе. Пензенским жителям повстанцы говорили: "Идем де мы с астраханцы и саратовцы и других понизовых городов с людьми конными и пехотою большим собранием с пушки через Саранскую и Ломовскую черту к Москве". В это время в некоторых местах произошли новые вспышки крестьянских волнений. Однако наличие в городах военных сил, массовые репрессии над восставшими зимой 1670-1671 г.г. сковали инициативу крестьян, посадского и служилого населения засечной черты.
После подавления крестьянской войны под предводительством С. Разина район "понизовых городов и засечной черты" стал наводняться дворянами боярами. Помещичья колонизация приняла широкие размеры. Здесь в 70-х годах 17 века плодородными земельными угодьями завладели Грабов (с. Грабово), Гольцов (с. Гольцовка), Бибиков (с. Бибиково), Кологривов (с. Кологривовка), Кадошов (с. Липяги). Их примеру последовали Симбухин, Таузаков, Беликов, Палеологов, Вышеславцев, Плетцов, Алферов и др.
Ввиду того, что угроза крымских и ногайских татарских вторжений все еще оставалась, русское правительство предприняло сооружение новых засечных черт. В 1676 году последовал царский указ: "...от города Пензы до ломовской засеки для приходу воинских людей (ордынцев) сделать вал и острожки и поселить слободы". Работа длилась четыре года. Присланные сюда деловцы повели "черту" от Пензы на Инсар. Их охранял специальный отряд саранского воеводы Языкова, направленный в степь "для бережения пензенского валового и засечного дела от воинских людей". В лесу, что западнее Пензы, была сделана "засека", а в степи до Мокшанского леса - прорыт ров и засыпан вал. На наиболее опасных местах построили крепость Мокшан и Рамзайский острог, а между ними - две сторожевые вышки. Мокшанский лес тянулся почти до Инсара. Здесь шла засека, которую охраняли сторожа, жившие в слободах Засечная и Юловская. От Мокшанского леса до реки Иссы опять шел вал. Кочевники прилагали немало усилий, чтобы сорвать строительство черты. В 1680 году на Пензу обрушился трехтысячный отряд ногайцев, башкир, калмыков, "азовских людей". "К городу Пензе те воинские люди весь день приступали с лучным и огненным боем". Пензенский воевода Солнцев писал : "... воинские люди... сожгли 350 дворов со всеми животами и хлебом". Чтобы обезопасить участок восточнее Пензы, правительство решило провести новую засечную черту от Суры на восток до Волги. По царскому указу в 1681 году "на проходное место для сбережения от приходу воинских людей" на реке Юлово (Луевка) - правы приток Суры - из Саранска до засечной сторожевой службы были посланы служилые люди. Они поселились в районе бывшего Городища (ныне Городище Пензенской области), образовав здесь две слободы. Постройка засечной черты от города Пензы на Сызрань началась в 1681 году. Так как между Пензой и Сызранью находился огромный Засурский лесной массив, то надобности в больших укреплениях здесь не было. Этот участок в основном охранялся засечными сторожами. В 1684 году засечная черта была доведена до Волги и построена крепость Сызрань.
Проведение Инсарско-Пензенской и Пензенско-Сызранской засечных черт способствовало дальнейшему заселению края, росту вотчинного и дворянского землевладения. Вполне естественно, что сначала осваивались земли между старой и новыми засечными чертами, а затем и южнее. В 80-90-х годах южнее пензенских черт возникли имения Нееловых, Панкратьевых, Нечаевых, Воронцовых, Шепетьевых, Нехлюдовых, Зиновьевых, Евлашевых, Федоровых, Внуковых, Пестровых, Ермолаевых, Воропаевых, Куроедовых, Кадышевых и др. Среди них были и такие крупные феодалы, как князья Михаил Мещерский и Иван Долгорукий, родственник Петра Первого боярин Кирилл Нарышкин. Они захватили огромные угодья. Например, Михаил Мещерский прибрал к своим рукам земли "за валом из диких поль с вершины реки Хопра... до устья речки Арчады и до устья речки Сердобы", а Кирилл Нарышкин - от Сердобы до земель донских казаков.
Наряду с помещичьей колонизацией шел процесс освоения южных районов края, расположенных за засечной чертой. Мордва и татары бежали в глухие, необжитые места, пытаясь скрыться здесь от феодально-крепостнического произвола. Так возникли мордовские деревни Захаркино, Шаткино, Камешкир, татарские селения по речкам Кадади и Тютнярю.
В результате освоения земель южнее пензенских засечных черт образовались два новых "стана" (района) - Завальный (земли южнее Пензенско-Инсарской черты) и Узинский (земли южнее Пензенско-Сызранской черты, в основном по бассейну реки Узы), что потребовало новых оборонительных мер. В 1697 году последовал указ Петра Первого : "на реке Медведице сделать город, чтобы впредь в украинские города и тех городов в уезды и села и деревни, которые поселились вновь за чертою Симбирскою и Пензенскою и Ломовскою и иных городов, воинские люди не приходили и разорения никакого не чинили". В немалой степени этому событию способствовал набег кочевников на пензенские места в 1693 году. Этот указ был выполнен скоро, и на Медведице отстроился город, который по имени молодого царя был назван Петровском. Вслед за этим осенью 1699 года на реке Сердобе основали другой укрепленный пункт - Сердобинскую Слободу (ныне город Сердобск). Здесь поселились засечные сторожа, которые вели наблюдение за большим участком - "с Пензы до Вороны и назад с Вороны до Пензы".