В это время, в конце 1773 г., Пугачев не только расширял границы восстания и отражал наступление правительственных войск, но и стремился поднять свой «царский» авторитет, а также лучше организовать повстанческую армию и все возглавляемое им движение.
Как уже говорилось, ставка Пугачева находилась в пяти верстах от Оренбурга, в слободе Берда, которую он назвал «Новой Москвой». На крыльце и вокруг дома, в котором он жил, постоянно стоял караул из 25 яицких казаков, которых называли «гвардией». В доме висел портрет великого князя Павла Петровича, и Пугачев широко распространял слухи о своих сношениях с ним, как «сыном» и наследником престола. Он присвоил некоторым своим сподвижникам имена и звания царских сановников. Так, Чика-Зарубин стал именоваться «графом Иваном Никифоровичем Чернышевым». Пугачев имел печать с надписью: «Большая государственная печать Петра III, императора и самодержца Всероссийского». Он учредил свой орден — восьмигранный крест из латуни с надписью: «Царь Петр Федорович жалует тебя крестом, бородой и волей казацкой. 1773 г.», которым награждал наиболее отличившихся сподвижников. Все это делалось Пугачевым для того, чтобы поддержать молву о своем царском происхождении и иллюзии широких масс о «хорошем» царе, способном облегчить положение народа.
В то же время вся эта внешняя «обрядность» отвечала стремлению Пугачева и его окружения придать своему движению более организованный характер, установить определенный порядок и дисциплину на охваченной восстанием территории. С этой целью ими предпринимались и другие, более конкретные меры. Так, в ноябре 1773 г. была создана «Государственная военная коллегия», которая стала центральным органом власти восставших. Она была организована по образцу официальных коллегий и состояла из четырех судей, секретаря, думного дьяка, четырех повытчиков и переводчиков, должности которых занимали казаки и горнозаводские рабочие. Коллегия занималась вопросами комплектования и снабжения армии, руководила повстанческими отрядами, составляла указы и манифесты, осуществляла суд и защиту населения от незаконных действий некоторых повстанцев, назначала командиров.
Главная армия повстанцев, стоявшая под Оренбургом, начала перестраиваться на регулярный манер. Во главе ее был поставлен общевойсковой атаман, которым назначили Андрея Овчинникова, а начальником артиллерии сделали Федора Чумакова. Войска делились на полки, а последние — на сотни и десятки. Полки формировались по признаку сословной принадлежности (полк заводских крестьян, полк яицких казаков и др.) или национальному признаку (полк башкир и др.). Полками командовали полковники, более мелкими подразделениями — есаулы (сотники) и хорунжии. Командиры назначались, как правило, из той же социальной среды или национальности, к которой принадлежало и большинство членов части. В войсках проводилось обучение военному делу (стрельба, штыковой бой, рубка). Но, конечно, меры, которые Пугачев и его соратники предпринимали для устройства своей армии, не могли создать правильной военной организации. Особенно неблагополучно в этом отношении обстояло дело на периферии, где основной военной единицей были отряды, как правило, стихийно возникшие и самого разнообразного характера по составу и численности. Иногда несколькими отрядами на той или иной территории командовали атаманы, которые присылались из ставки Пугачева или выдвигались из местного населения. Но в целом элементы организации, дисциплины и порядка в крестьянской войне 1773–1775 гг. наблюдались в значительно большей мере, чем во всех предшествовавших крестьянских войнах.
В то время как главная армия Пугачева вела осаду Оренбурга, движение распространилось на огромную территорию от Волги до Урала и от оренбургских степей до Камы.
Восстанием был охвачен почти весь горнозаводской Урал. В феврале 1774 г. большая часть предприятий района, 92 завода, находилась уже в руках восставших. Заводские работные люди частью оставались на месте и изготовляли для Пугачева оружие, другие уходили в повстанческие отряды, третьи, прежде всего приписные крестьяне, возвращались в свои села и деревни. Здесь особенно успешно действовал бывший рабочий Осокинского завода, отставной канонир Иван Наумович Белобородов. Он получил звание атамана и возглавил повстанческие силы на среднем Урале, осадив Екатеринбург. В этом районе также активно проводили боевые операции отряды Ивана Грязнова, овладевшего Челябинском, и Ивана Кузнецова.
Движение распространилось на всю Башкирию. Тут действовали десятки отрядов, которые возглавляли Канзафар Усаев, Кинзя Арасланов и др. Особо отличался смелостью Салават Юлаев, взявший Красноуфимск. Сюда на помощь и для общего руководства движением был послан Чика-Зарубин, и в декабре он уже осадил Уфу.
Широкий размах приобрело восстание на левобережье Волги, особенно в районе Самарской излучины, заселенной преимущественно помещичьими крестьянами, к которым примкнули жившие здесь же калмыки, чуваши и другие народы. Посланный от Пугачева отряд во главе с крепостным крестьянином Ильей Араповым в начале декабря занял крепость Бузулук, а в конце того же месяца вступил в Самару. В середине января 1774 г. отряд под командованием калмыка Федора Дербетева захватил Ставрополь. На юге казаки во главе с Толмачевым овладели Яицким городком (кроме его цитадели, взять которую так и не удалось).
В начале 1774 г. отдельные пугачевские отряды появились уже в Западной Сибири и на Слободской и Левобережной Украине. Неспокойно было и в самой Москве. В середине декабря 1773 г., проезжая через Москву, генерал А. И. Бибиков писал: «Вся многочисленная чернь московская, шатаясь по улицам, почти явно оказывала буйственное свое расположение и приверженность к самозванцу, который, по словам их, несет им желаемую ими свободу».
Напуганное огромным размахом движения, правительство Екатерины II принимает более серьезные меры для его подавления.
Главнокомандующим над всеми карательными войсками был назначен генерал-аншеф А. И. Бибиков, обладавший боевым опытом и хорошо знавший местные условия в основных районах восстания. В Казани создается Секретная комиссия по борьбе с восстанием. Семья Пугачева был арестована и отправлена в Казань, а его дом в станице Зимовейской сожжен, место его посыпано солью и окопано рвом. Приехав в Казань, Бибиков застал здесь полную растерянность среди властей и местного дворянства, все были охвачены «трепетом и ужасом». В отличие от Кара, Бибиков понимал, какой силы достигло движение и какую опасность оно представляет. Он писал: «Не неприятель опасен… но народное колебание, дух бунта и смятение». В его распоряжение поступили крупные силы регулярных войск, а также местные гарнизоны и дворянское ополчение. Для поднятия духа дворянства Екатерина II объявила себя «казанской помещицей» и приняла участие в организации ополчения.
Накопив силы, Бибиков в середине января 1774 г. перешел в общее наступление против восставших. Решающее сражение произошло 22 марта под Татищевой крепостью. Несмотря на то что у Пугачева здесь было больше сил, чем у возглавлявшего правительственные войска генерала П. М. Голицына, он потерпел серьезное поражение, так как его армия была хуже вооружена и организована. Тем не менее Голицын высоко оценил военное мастерство повстанцев: «Дело столь важно было, что я не ожидал такой дерзости и распоряжения в таковых непросвещенных людях в военном ремесле, как сии побежденные бунтовщики». Вслед за тем 24 марта под Уфой был разбит Чика-Зарубин. 1 апреля под Самарским городком Голицын нанес второе крупное поражение Пугачеву, и последний с небольшим отрядом вынужден был уйти на Урал. На этом заканчивается первый период Крестьянской войны. В конце его правительственные войска добились больших успехов: была снята осада с Оренбурга и Уфы, отвоеваны Самара, Бузулук, Красноуфимск и другие крупные города. Ряд выдающихся руководителей восстания — Чика-Зарубин, Хлопуша, Шигаев, Почиталин и Витошнов попали в плен. Но крестьянская война на этом не закончилась, ее высший подъем был еще впереди.
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.