Еще в декабре 1773 года правительство сосредоточило в Екатеринбурге 1235 приписных крестьян и 405 солдат из различных слобод и крепостей. Часть из них была оставлена для защиты города. Но среди крестьян, собранных для защиты Екатеринбурга, появилось, по словам В. И. Бибикова, бывшего тогда начальником уральских казенных заводов, «склонность к возмущению». Они открыто заявляли о своем нежелании воевать с пугачевцами.
Офицерский совет Екатеринбурга во главе с Бибиковым, напуганный известиями об успехах Белобородова и волнениях заводских рабочих, на заседании 11 января 1774 года решил эвакуировать город и «всем благородным выехать в безопасные места». Сам Бибиков думал только о том, как бы самому скорее удрать из Екатеринбурга.
Постановление совета стало немедленно известно в городе. Простые люди радовались, видя в этом начало конца ненавистного режима. Они собирались в «кучи». С минуты на минуту ожидали восстания.
Но среди офицеров образовалась небольшая группа во главе с начальником золотых приисков Рооде, которая решила защищать город. Рооде удалось подавить начавшееся волнение и побудить Бибикова принять меры для защиты города.
В это время Белобородов, заняв Шайтанку, готовился к борьбе за Екатеринбург. На заводе была спешно построена крепость. По направлению к Екатеринбургу пугачевцы расставили караулы, спрятав их в лесу в ямах, прикрытых снегом и хвоей. Находясь на небольшом расстоянии друг от друга, караульные «могли одним криком» передавать вести на завод.
На Шайтанке Белобородов быстро увеличил свой отряд с 600 до 3000 человек. По национальному составу отряд был очень пестрым. В него входили русские, башкиры, марийцы, татары, мещеряки. Ядром его были русские заводские рабочие, среди которых особенно выделялись рабочие Юговского завода Осокина, примкнувшие к Белобородову еще на Нижне-Иргинском заводе. Многие из них стали в отряде походными сотниками и старшинами. Они преданно служили Белобородову и считались его «первыми последователями».
Вербовка в отряд молодых людей происходила и добровольно и принудительно. Кто не шел добровольно, того заставляли идти «по неволе». При зачислении каждому стригли волосы по-казацки. Белобородов ввел в отряде строгую дисциплину. Каждый казак должен был беспрекословно выполнять все боевые приказы. Замеченного в неповиновении ставили во время сражений в первые ряды. Но с ростом отряда в него вошли люди, которые вели себя заносчиво и разнузданно. Они грабили и бесчинствовали.
Белобородов стремился укрепить дисциплину в отряде. С этой целью он разделил отряд на три «сотни»: русскую, башкирскую и марийскую и установил дружеские равноправные отношения между ними. Русской сотней командовал С. Варенцов (по-видимому, Верхоланцев), башкирской — Егафар Азбаев, марийской — Оска Оскин. Белобородов требовал, чтобы сотники держали свои команды «во всякой строгости и послушании» и наблюдали, чтобы все «единодушно» служили «его императорскому величеству». За непослушание, озорничество и самовольство сотникам разрешалось наказывать провинившихся плетьми «без всякой пощады». Русских было приказано сечь перед русской и татарской сотнями, а татар — перед татарской и русской. Лиц, которые оказывали «наивящее упорство», присылали к Белобородову, как к главному начальнику «для настоящего усмирения».
Войско Белобородова получало продовольствие из заводских магазинов, складов. Оно не испытывало недостатка ни в хлебе, ни в мясе, ни в масле. Некоторое время оно не имело соли, но Белобородов быстро вышел из затруднительного положения, конфисковав казенный соляной склад на Нижне-Сергинском заводе Демидова.
Отряд Белобородова был плохо вооружен. Не хватало не только пушек, ружей и пороха, но и сабель, копий и луков. Для изготовления холодного оружия Белобородов использовал Ревдинский завод Демидова, который примкнул к восстанию после набега на него пугачевцев с Шайтанки и Серги. В кузницах этого завода пугачевцы ковали сабли и копья.
На Урале Белобородов действовал совершенно самостоятельно, не получая никаких указаний из штабов восстания, не ведя с ними никакой переписки. Это является ярким показателем незаурядных способностей Белобородова. Но разобщенность его действий отрицательно сказывалась на успехах восстания. Среди казаков Белобородова появились сомнения в законности борьбы против Екатерины II. Это побудило Белобородова отправить делегацию в главный штаб восстания — в Берду — к самому Пугачеву. Делегатам был дан строгий наказ: проведать, доподлинно ли он — Пугачев — Петр III, государь, а не самозванец.