Пугачев спешил к Челябинску еще и потому, что на заводах, занятых восставшими, не оказалось ни пушек, ни достаточного количества боеприпасов. Они были очень слабо укреплены и долго сопротивляться регулярным войскам не могли. Пугачев отдавал приказы с требованием собрать в его войско «многочисленное число человек», поставлять провиант и фураж, но он не столько рассчитывал на усиление своего войска в пути, сколько на Челябинск. Но вскоре Григорий Туманов привез Пугачеву весть о поражении восставших 10 апреля и падении Челябинска. Пугачев меняет маршрут.
Теперь все надежды Пугачев возлагал на отряд Белобородова, стоявший на Саткинском заводе. Но Белобородова связывала его договоренность с Салаватом Юлаевым об обороне Симского завода, а также необходимость руководства действиями восставших южнее Екатеринбурга.
Положение усугублялось тем, что некоторые башкирские старшины после поражения повстанцев под Оренбургом и Уфой колебались, другие открыто перешли на сторону правительства. И только в мае начался новый подъем движения в Башкирии. Энергично действовал Салават Юлаев. По его приказу Бахтиар Канкаев набирал людей в свой отряд. Салават Юлаев занял Симский завод (поставленный заводчиком Твердышевым на земле его отца Юлая Азналина), затем овладел Катав-Ивановским и Юрезанским заводами. Салават Юлаев уничтожил на Симском заводе только имущество заводчика Твердышева, все остальное башкиры не тронули. И Салават Юлаев, и его отец стремились установить добрые отношения с жителями, не допускать национальной розни между русскими и башкирами. Отряд Салавата Юлаева насчитывал около 3 тыс. башкир и работных людей Симского завода. 8 мая войска Михельсона нанесли поражение Салавату Юлаеву, и 23 мая он вынужден был покинуть Симский завод, перед уходом предав его огню.
Кроме отряда Салавата Юлаева в Бишкирии весной 1774 г. действовали отряды Канзафара Усаева и Караная Муратова.
В первый период Крестьянской войны Южный Урал, освобожденный от правительственных войск, являлся базой восставших. Теперь, весной 1774 г., в близлежащих к заводам районах действовали многочисленные воинские части генералов Фреймана и Деколонга, подполковника Михельсона и др. Именно поэтому заводы уже не представляли собой надежной опоры для пугачевцев. Будучи не в состоянии удержать за собой заводы и опасаясь, что они будут использованы регулярными царскими войсками и властями как опорные пункты в борьбе с восставшими, Пугачев, покидая заводы, сжигал их и уводил с собой жителей. Так было на Авзяно-Петровском, Белорецком, Вознесенском, Воскресенском и других заводах. Башкиры, на землях которых заводчики построили эти предприятия, видели в них своих заклятых врагов. Жгли заводы и делали это тем охотнее, что сам «Петр Федорович» приказывал заводы «до пошвы выжечь».
Пугачев пытался восстановить связи с казахами, писал Аблей-хану, стремился привлечь на свою сторону откочевавших в далекую Джунгарию калмыков.
Из Магнитной через посланцев-казахов Пугачев приказал «киргизцам» (казахам) все «крепости разорить, ничего не опасаясь». Овладев Губерлинской крепостью, казахи разорили ее, затем напали на Таналыцкую и Орскую крепости, Каленовский и Кашяницкий и другие форпосты. Действия рядовых казахов заставили казахскую верхушку — Нуралы-хана и Айчувак-султана — откочевывать под защиту царских властей. Властям они писали, что «своевольные» казахи «вам и мне злодеи».
Силы восставших быстро росли. Выйдя из Магнитной, обойдя Верхне-Яицкую крепость, где стояли войска Деколонга, 8 мая вечером Пугачев двинулся по Оренбургской укрепленной линии. За 10 дней восставшие овладели Карагайской, Петропавловской, Степной и Троицкой крепостями. В отряды Пугачева вливались казаки и солдаты. Повстанцы забирали пушки, порох, провиант, деньги. Чтобы затруднить преследование, они жгли крепости, разрушали мосты и запруды. 21 мая под Троицкой крепостью войска Деколонга разбили 8-тысячную Главную армию Пугачева. Погибла артиллерия, попали в плен Шундеев и Туманов. Новым секретарем Государственной военной коллегии Пугачев назначил Алексея Дубровского (Трофимова). Главная армия Пугачева была плохо вооружена: в желающих «служить государю» не было недостатка, но только исетские казаки были хорошо вооружены, заводские крестьяне имели лишь холодное оружие; пушек было мало, да и те часто становились добычей врага. Овладев Чебаркульской крепостью, Саткинским и Златоустовским заводами, Пугачев сжег их. Стараясь оторваться от царских войск, Пугачев шел быстро. Долгое время (с апреля) сведения о нем у правительства были самые неопределенные.
Михельсон упорно и неотступно шел по пятам Пугачева. Догнав у деревни Лягушиной повстанцев, Михельсон разбил несколько отрядов Пугачева. Через несколько дней в деревне Киги к Главной армии восставших присоединился 3-тысячный отряд башкир во главе с Салаватом Юлаевым, выдержавшим уже не один бой с Михельсоном. Пожаловав Салавата Юлаева чином бригадира, а отца его Юлая Азналина назначив «главным атаманом над всеми жителями Сибирской дороги», Пугачев двинулся к Красноуфимску. По всей Башкирии распространялись манифесты, обещавшие всем «свободную вольность», освобождение от податей и «великих тягостей», от крепостной зависимости, призывавшие истреблять «бояр и зависцов несытого богатства», набирать «достаточное число войск», которые должны смело и решительно действовать «противу злодейских партий», как именовали восставшие правительственные войска, награждая их тем же эпитетом, каким в крепостническом лагере называли отряды восставших.
Манифесты и указы, составленные в Государственной военной коллегии Иваном Твороговым, секретарем Алексеем Дубровским и повытчиком заводским крестьянином Герасимом Степановым, направлялись «главному полковнику» «над мещеряками» Канзафару Усаеву, башкирскому старшине Магдею Менарову, марийскому старшине Юкею Егорову и др. Пугачев призывал их народу «напрасно никаких бед не чинить», не допускать насилия, не облагать налогами, беречь и охранять собственность простых людей, собирать армию, а уж если кто-нибудь окажется «в противлении и ослушании», не пойдет на службу к «государю» или окажется повинным «в худых поступках», тех не жалеть, поступать с ними, как с изменниками.
Восстание продолжало нарастать, охватывая все новые и новые районы Прикамья. В Пермском крае, в районе Юговских заводов, Осы, Тулвы, действовало несколько крупных повстанческих отрядов: Ивана Тарасова, Степана Кузнецова, Семена Волкова. В этих отрядах сражались плечом к плечу русские крестьяне и работные люди, башкиры и мищари. Они наносили сильные удары по правительственным войскам. Отряды Салавата Юлаева и мищарского полковника Бахтиара Канкаева 4 июня овладели Бирском. 11 июня под Красноуфимском Белобородов разбил, вынудил отступить правительственные войска под командованием подполковника Попова и овладел городом. Но за Главной армией неотступно и упорно следовал Михельсон, нанося ей один за другим чувствительные удары. Пугачев терял артиллерию, оставляя на поле сражения много убитых, немало восставших оказывалось в плену у Михельсона.
Однако размах Крестьянской войны в Прикамье расстроил планы командования правительственных войск. Михельсон потерял след самого Пугачева и повернул к Уфе. Главная армия оторвалась от противника и двинулась к Осе. Численность войска Пугачева доходила до 9 тыс. человек. 18 июня Пугачев подошел к Осе. Он обратился к осажденным с манифестом, но, видя, что увещевания не помогают, приказал начать штурм города. Неоднократные приступы прошли неудачно. В бою были ранены Белобородов и Салават Юлаев, отпущенный Пугачевым для извлечения в Башкирию. Казаки и башкиры, гарцевавшие у стен Осы, призывали открыть ворота крепости и тем самым избежать кровопролития. Наконец, это подействовало, чему способствовала и новая попытка овладеть крепостью. Из Осы в стан Пугачева явился направленный властями старик — отставной сержант, который когда-то видел в лицо государя Петра III. Пугачев решил воспользоваться случаем, чтобы укрепить свой авторитет «подлинного императора». Он переоделся в простое казачье платье и встал в одну шеренгу с другими казаками. Привели старика. Отставной сержант стал обходить выстроившихся казаков, внимательно вглядываясь в каждого. Дошла очередь и до Пугачева. Находчивость Пугачева помогла ему. «Што, старик, узнал ли ты меня?», — спросил он. «Бог знает, — отвечал старик. — Как теперь признаешь! В то время был ты помоложе и без бороды, а теперь в бороде и постарел». Пугачев не отступал: «Смотри, дедушка, хорошенько, узнавай, коли помнишь!». Старик долго глядел на него и, наконец, произнес: «Мне-де кажется, што вы походите на государя». Тогда, облегченно вздохнув, Пугачев сказал старому сержанту: «Ну так смотри ж, дедушка! Поди, скажи своим-то, чтоб не противились мне, а то я всех предам смерти». Старик явился на следующий день и заявил во всеуслышание: «Теперь я узнаю, што ты подлинна наш надиожа-государь».
