Во второй период крестьянская война охватила горнозаводской Урал и Башкирию. Пугачев двинулся на Казань, чтобы выйти в Поволжье и поднять на борьбу населявших его крепостных крестьян. Несмотря на поражение, Пугачев говорил: «Народу у меня, как песку, и я знаю, что вся чернь меня с радостью примет». И действительно, уже в апреле 1774 г. на Белорецком заводе, где остановился Пугачев, у него было 5 тыс. человек, здесь возобновила свою деятельность и его «Государственная военная коллегия». Собрав силы, в начале мая Пугачев выступил в поход и вскоре взял крепость Магнитную. Тут к нему присоединились большой отряд горнозаводских рабочих во главе с Белобородовым и отряд Овчинникова, прибывший с Яика. В середине мая повстанцы, которых уже насчитывалось около 10 тыс. человек, овладели крупной Троицкой крепостью.

В дальнейшем, в одном из боев с корпусом генерал Деколонга, Пугачев потерпел поражение, но быстро оправился от него. Вскоре к нему подошел с большим отрядом башкир Салават Юлаев. И снова, не встречая серьезного сопротивления, Пугачев стал занимать один за другим заводы и города. Когда он подошел к Казани, у него уже было 20-тысячное войско, правда слабо вооруженное (имелось всего 12 пушек). 12 июля штурмом Казань была взята, лишь остатки гарнизона сопротивлялись в Кремле. Но в тот же день на помощь ему подошел большой отряд подполковника И. И. Михельсона, который уже давно шел по пятам Пугачева. Решающее сражение произошло 15 июля, войска Пугачева были разбиты, он потерял много убитыми и пленными, в плен попал и его ближайший сподвижник И. Н. Белобородов. Большая часть башкир вернулась обратно, в Башкирию. А Пугачев с небольшим отрядом оторвался от погони и 17 июля переправился на правый берег Волги.

Так закончился второй период крестьянской войны. Хотя повстанцы и на этот раз потерпели поражение, однако временное занятие Казани, одного из крупнейших городов страны, произвело огромное впечатление. Характер движения показал также, что Пугачев пользуется широкой поддержкой народа.

Третий и последний период крестьянской войны наступил с переходом Пугачева на правый берег Волги. Он вскоре взял Цивильск, а 20 июля — г. Курмыш. Перед ним открывался путь в глубь страны — на Нижний Новгород и далее на Москву. Однако Пугачев не решился на такой шаг и от Курмыша повернул не на запад, а на юг, стремясь попасть на Дон. Такое решение Пугачева объяснялось как его боязнью встретить при движении на Москву крупные силы правительственных войск, так и тем, что, будучи казаком, он именно в казаках видел главную силу для продолжения восстания и поэтому торопился попасть в свои родные края. Начался его стремительный марш в Нижнее Поволжье. Двигаясь вдоль реки Суры, он занимал один за другим города Алатырь, Саранск, Пензу и 6 августа был уже в Саратове.