В апреле отряд Салавата Юлаева, насчитывающий свыше тысячи человек, приходит в Зауралье. Здесь башкирские войска занимают Катав-Ивановский и Симский заводы. В войска Салавата влились работные люди и мастеровые. Его отряд теперь насчитывал около 3 тысяч человек. Но войско было плохо вооружено, не было достаточно дисциплинировано и обучено. Все это не могло не сказаться на общей боеспособности отряда. Уже в начале мая при столкновении с правительственными войсками под командованием полковника Михельсона восставшие потерпели поражение. После ожесточенного боя, длившегося несколько часов, Салават был вынужден отступить. Храбрость и героизм восставших отметил сам полковник Михельсон, который в своем донесении писал: «Мы нашли такое сопротивление, какого не ожидали: злодеи, не уважая нашу атаку, прямо шли нам навстречу…» Царские войска преследовали отряд Салавата. Повстанцы отступали, сжигая заводы, которые могли служить опорными пунктами для карателей. Пытаясь сохранить отряд, Салават Юлаев пошел на соединение с главными силами восставших, и в начале июня 1774 г., в районе деревни Верхние Киги, он присоединился к войскам Пугачева. Вот как рассказывал об этой встрече с Салаватом Юлаевым сам Пугачев на следствии: «Пришел он в башкирские селения, где нашел стоящих на конях башкирцев до трех тысяч человек. И из оных, увидя идущую его толпу, старшина Салават, подъехав к нему, Емельке, сказал: „Это стоит наше башкирское войско, и мы дожидаемся, ваше величество, а нас де старшин здесь трое“. — „Благодарствую, послужите мне“», — ответил «Петр III». За мужество и за заслуги в пополнении и формировании повстанческих войск Пугачев «пожаловал» Салавата Юлаева чином бригадира, а его отца Юлая Азналина, «по просьбе народной», «над всеми в нашей стороне (то есть на территории Сибирской дороги — Ю. Л.) обитающими главным атаманом».
Объединенные повстанческие войска двинулись на запад через Урал. Салават Юлаев следовал в передовых частях пугачевской армии. Именно он захватил город Бирск, под которым вначале восставшие потерпели поражение. Отличился бригадир Пугачева и при штурме города Оса. Здесь он проявил личное мужество и храбрость. В бою под Осой Салават Юлаев был ранен в ногу и отпущен на лечение домой.
Наступил новый период деятельности Салавата Юлаева. Оторванный от основных сил повстанцев, от их Военной коллегии, от самого Пугачева, он продолжал оказывать сопротивление царской администрации и правительственным войскам. Салават активно способствовал продолжению Крестьянской войны 1773–1775 гг. в районе Урала и Зауралья, сковывая крупные воинские подразделения правительственных войск, «возмущая» все новые и новые районы, устанавливая органы власти восставших, набирая повстанцев в свои отряды. Это превосходно понимали представители царской администрации. Характерно, что значение участия Салавата в восстании очень четко сформулировано в одном из важнейших правительственных документов. В приговоре Оренбургского генерал-губернатора по делу башкирских старшин читаем: «Они (Салават Юлаев и Юлай Азналин — Ю. Л.) не только во время бывшего народного мятежа, но и по отлучении из пределов Оренбургской губернии государственного злодея Пугачева, имея послушных себе башкирцев большую толпу, злость свою с неудержимым злодейским стремлением продолжали».
Летом и осенью 1774 г. отряды Салавата Юлаева продолжали борьбу в центральной и восточной частях Башкирии. Войска повстанцев сражались с карателями в районе Уфы, на реке Ай, на территории Сибирской дороги. Салават нанес удары по Симскому и Катав-Ивановскому заводам. Действиям пугачевского бригадира способствовала его политика в отношении национальностей, населяющих этот район. Салават Юлаев неоднократно подчеркивал в обращениях к русским работным людям и крестьянам общность интересов народных масс всех национальностей в борьбе против эксплуатации заводовладельцев и царской администрации.
Активность отрядов Салавата Юлаева заставила царское правительство бросить крупные воинские соединения против восставших. Осенью 1774 г. повстанцы расширяют район своих действий. Салават наступает на запад, захватывает Ельдяцкую крепость и ряд населенных пунктов по Осинской дороге. Везде его отряд пополняется новыми воинами. В то же время Салават сурово расправляется с изменниками. Так было, например, в районе Ельдяцкой крепости с башкирами, которые перешли на сторону правительственных войск и помогали карателям На пуганные зажиточные башкирские старшины просили у царской администрации защиты от Салавата Юлаева, который, как они писали в своем обстоятельном доносе, будет «до самой… погибели находиться в беспокойстве и не покоряться». На подавление восстания в Башкирию было двинуто соединение полковника И. К. Рылеева, который нанес отряду Салавата ряд поражений. Потеряв значительную часть своего отряда, пугачевский бригадир с горсткой своих товарищей укрылся в лесу, где вскоре был окружен и захвачен в плен.