После поражения под Сакмарским городком 1 апреля 1774 года Пугачев с отрядом примерно в пятьсот человек спасся бегством. Первой остановкой на пути беглецов было село Ташла в 90 верстах к востоку от Сакмарского городка: там беглецы «только што накормили лошадей, то поскакали опять». Заночевали они в башкирской деревне Красная Мечеть. Только здесь, по словам самозванца, «опомнился он, что кто с ним остался и кто от него отстали». Далее Пугачев проследовал по территории Южного Урала на Вознесенский завод, а оттуда на Авзяно-Петровские заводы. Наконец, в середине апреля повстанцы прибыли на Белорецкий завод, где находились почти три недели. Отсюда пугачевское войско двинулось на Магнитную крепость, располагавшуюся в 70 верстах. По разным данным, к этому времени оно уже составляло от двух до шести тысяч человек, главным образом башкир и заводских крестьян, набранных по пути следования самозваного царя.
Покидая Белорецкий завод, Пугачев приказал сжечь Авзяно-Петровские, а потом и Белорецкий заводы. Жгли не только «заводские», но и «крестьянские строения». «Семейства крестьянские, престарелых, малолетних и женск пол» с Белорецкого завода самозваный царь повелел «гнать за своей толпой». Позднее были сожжены и другие заводы. Особенное усердие в этом деле проявляли башкиры, в частности Салават Юлаев со своим отцом. Конечно, заводы уничтожались и раньше, но никогда прежде это не происходило по приказанию самого «амператора», так как во время осады Оренбурга заводы служили для нужд его армии. Теперь же самозванец в них не нуждался — напротив, они представляли для него опасность, ибо могли стать опорными пунктами для правительственных войск.
Пятого мая 1774 года самозванец во главе войска подошел к Магнитной крепости и в тот же день предпринял попытку ее захватить. Но у оборонявшихся в отличие от пугачевцев имелись пушки. Самозванец был ранен «в правую руку пушечною картечею», и штурм пришлось остановить. Однако ночью с 5 на 6 мая Пугачев «распределел толпу свою на пять частей и, со всех сторон Магнитную атаковав, взял». Самозванец приказал повесить коменданта крепости капитана Тихановского и еще несколько человек, среди которых были и женщины, забрал четыре пушки, порох, различные припасы, а казаков и солдат забрал в свое войско.
Это была первая победа после сокрушительных поражений. К победе прибавилась еще одна радость: на следующий день в Магнитную прибыли бежавшие после поражения от Мансурова старые соратники Пугачева Андрей Овчинников и Афанасий Перфильев, причем с ними явились яицкие казаки «около трех сот человек, да завоцких крестьян человек двести». Пришли и некоторые другие повстанческие командиры со своими отрядами, например прославившийся еще зимой во время осады Екатеринбурга полковник Иван Белобородов с заводскими крестьянами.
Получив подкрепление оружием и людьми, Пугачев покинул Магнитную. Путь его лежал к Верхнеяицкой крепости (ныне Верхнеуральск). Однако он узнал, что в крепость недавно вступил корпус генерала Деколонга, а потому скрытно обошел ее с запада, вечером 8 мая пошел вверх по оренбургской линии в направлении Челябинска. Он двигался быстро и за десять дней овладел Карагайской, Петропавловской, Степной и Троицкой крепостями и всеми редутами. Желая затруднить движение правительственных войск, Пугачев до основания выжег все занятые крепости и уничтожил мосты и запруды. Гарнизонные солдаты и казаки переходили на сторону Пугачева. Пушки, порох, деньги и провиант он забирал с собой. 21 мая Деколонг настиг Пугачева вблизи Троицкой крепости и разбил его плохо вооруженную армию, насчитывавшую к тому времени приблизительно десять тысяч человек.
Поражение было очень тяжелым. Из ведомости, приложенной к адресованному генералу Скалону ордеру Деколонга, следовало, что в плен взято всего 70 пугачевцев: «Оных число потому не велико, что разъяренные войска, будучи раздражены их варварскими приступами, не старались их живых брать, но на месте, где бы ни попались, били до смерти; по примеру положено на тех местах... 4000». Кроме того, отряду Деколонга удалось выручить из пугачевского плена «разного звания людей, больших и малых обоего пола до... 3000», а также захватить деньги (более 55 тысяч рублей), артиллерию, знамена и «обоз с награбленными пожитками», «из которого войски, кто мог что захватить, сытно воспользовались, за свои труды и усердность к службе ее императорского величества». Деколонг в этом бою потерял лишь пять человек убитыми и 60 ранеными.
Сам Пугачев и после разгрома 21 мая сумел ускользнуть от Деколонга. С отрядом, в котором было, по разным данным, от трехсот до трех тысяч человек, и с одной пушкой самозванец бросился по направлению к Челябинску. Разумеется, его пытались догнать, но безуспешно: у бунтовщиков, в отличие от преследователей, имелись свежие лошади. Причем Пугачев смог не только уйти от погони, но еще и в течение суток пополнить свой отряд. Однако уже на следующий день самозванца постигла новая неудача.
Подполковник Михельсон, находясь в Кундравинской слободе в 70 верстах к юго-западу от Челябинска, узнал, что бунтовщики разбиты Деколонгом. «Опасаясь, чтоб он (Пугачев) не бросился вновь бы по заводам или к Челябе для соединения с тамошними бунтующими башкирцы», Михельсон «с поспешением пошел к Нижне-Увельску». Выйдя из леса неподалеку от деревни Лягушиной «между Кундравой и Варламовой слободами», Михельсон увидел, что навстречу ему движется довольно значительный отряд, и выслал конный разъезд, чтобы выяснить его принадлежность. Поначалу отряд этот приняли за корпус Деколонга, ибо не могли предположить, чтобы после столь сокрушительного поражения Пугачев имел такое большое войско (в донесении Михельсона Щербатову от 23 мая говорилось, что пугачевцев было «по самой меньшей мере 2000 человек»). То, что это было именно войско Пугачева, выяснилось, когда повстанцы напали на разведчиков Михельсона.
Завязался бой. Пугачев на следствии показал: «...я у Михельсона сперва пушки все отбил и ево корпус тем привел в замешательство. Однако он справился и всю свою артилерию воротил и меня разбил начисто, так что не осталось у меня ни одной пушки, а людей спаслось самое малое число». На другом допросе самозванец уточнил, что у него «осталось только с пять сот человек». Из донесения Михельсона главнокомандующему Щербатову от 23 мая: «...Злодеи, спешивши половину своей толпы, бросились прямо на мои пушки и, невзирая на сильный урон, подошед, ударили в копья, однако нашими штыками были приняты хорошо. А Пугачев своею конницею старался ворваться ко мне во фланг и, имев удачу, смять бывшую на том фланге часть иноверческой команды, щитая себя победителем, бросился в разсыпку». Тогда Михельсон «приказал всей кавалерии итти прямо в атаку на злодейский фронт, а сам, взяв с собою свой эскадрон и изюмских гусар, ударил на изменника и на сообщников его, яицких казаков, с такою удачею, что злодеи, сколь ни старались усиливаться, были обращены в бег...» Согласно тому же донесению, во время боя и преследования было убито по меньшей мере до шестисот бунтовщиков, «живых взято до 400 человек».
Самозванец и в этот раз ушел от преследования, а затем неожиданно для властей появился в Прикамье. На Урале и в Прикамье его армия значительно пополнилась как русскими крестьянами, так и башкирами, удмуртами, черемисами (марийцами), татарами. 10 июня Пугачев захватил Красноуфимск, а на следующий день вступил в бой с отрядом кунгурского гарнизона во главе с подполковником А.В. Поповым (Паповым). Хотя отряду Попова пришлось отступить, повстанцы не пошли к Кунгуру, а повернули на запад и 18 июня появились у прикамского пригорода Осы. После трехдневных боев и переговоров пригород сдался. От Осы Пугачев пошел на Рождественский завод и 22 июня остановился на берегу Камы. Переправившись через Каму у Рождественского завода, Пугачев пошел на Воткинский, а отсюда на Ижевский. Оба завода были «выжжены до почвы». С уходом Пугачева от Осы к Казани движение снова распространилось по всему Прикамскому краю. Кунгурские татары, удмурты, заводские крестьяне присоединялись к Пугачеву по пути его следования. Далее Пугачев двинулся на Казань, по пути захватывая и разоряя заводы. Вблизи Казани он появился 11 июля во главе двадцатитысячной армии.