Оставив в нем небольшой гарнизон и ограниченный запас продовольствия, Кирилов 7 сентября двинулся в обратный путь. На отряд полуголодных солдат и казаков все чаще наскакивали шайки лихих наездников. Они внезапно появлялись из засады и, осыпав отряд стрелами, исчезали. В 130 верстах от Уфы русскую экспедицию атаковали орды башкирской конницы Акая Кусумова. Это открытое вооруженное столкновение, десятки убитых и раненых заставили Кирилова серьезно озаботиться и принять контрмеры. Прибыв в Уфу, он направил в Сенат доношение о начале башкирского восстания. На помощь Кирилову спешно было послано войско под командованием генерал-лейтенанта Алексея Ивановича Румянцева с наказом действовать уговорами и только в крайних случаях — оружием.
По прибытии в Уфу Румянцев разослал башкирам манифесты, призывая их прекратить бунт и явиться с повинною. Мятежники продолжали нападать на армейские гарнизоны и поселения русских, портили строения, сжигали мосты и крепостные ограждения, грабили обозы русских купцов. Особенно свирепствовал отряд Кильмяка Нурушева. Чтобы избежать многие кровопролития, Румянцев отпустил пленного старшину Салтана Мурата, послав его уговорить Кильмяка повиниться. Но Мурат присоединился к восставшим, и вскоре восьмитысячный отряд башкир внезапно напал на лагерь Румянцева, убив 180 солдат и 160 ранив.
В ноябре 1735 года повстанцы перекрыли дорогу в Оренбург большому продовольственному обозу, в итоге несколько сот солдат, не дождавшись провианта, умерли в крепости от голода.
И тогда Кирилов двинул против восставших карательные отряды. При ожесточенных схватках с регулярными войсками башкирские конники почти всегда несли поражения, десятками попадали в плен. Злостных бунтовщиков вешали, сажали на колья, до смерти засекали розгами, ссылали на каторгу. А тех, кто приходил с повинной, отпускали домой, но с условием, чтобы каждый принял присягу в верности и уплатил одну лошадь в качестве штрафа. Румянцев требовал запретить во всех селениях башкирам «носить ружья и по домам иметь; в уездах кузниц и кузнецов не иметь, магазины наполнить провиантом».
К зиме восстание поутихло. Но русское правительство держало ухо востро. Оно понимало, что в Башкирии нужны не только войска. Важно было привлечь на новые земли купечество, ремесленных людей, хлебопашцев. С этой целью Сенат указом от 11 февраля 1736 года определил весомые льготы всем переселенцам. Кроме ранее объявленных «Привилегий городу Оренбургу», дававших право селиться в нем людям всяких вер и званий, вышеназванный указ разрешил новоселам приобретать и «крепить за собой» земельные угодья на всей башкирской территории. Планировалось поселить при Оренбурге и других городах более тысячи яицких казаков, построить Табынскую, Сорочинскую, Бузулукскую, Борскую, Сакмарскую крепости, десятки форпостов и укреплений, три медеплавильных завода и множество других военно-хозяйственных объектов.
Всюду не хватало рабочих рук, стройку вели в основном солдаты. Кирилов разрывался в поиске людей. Наконец его осенила мысль: на строительных работах и пограничной службе использовать ссыльных. Однако при ознакомлении с ними Кирилов с грустью и возмущением обнаружил, что люди эти в большинстве своем не годны для трудовой и тем более строевой службы. Их изувечили во время допросов.
27 октября 1736 года Иван Кириллович обратился в Сенат с просьбой «милостиво» рассмотреть ради «сбережения простых людей и поселения их в новых местах» его доклад «О пытках и публичных наказаниях…». По тогдашнему времени это был смелый документ. Призывая правительство к милосердию, Кирилов обращал внимание на то, что, несмотря на громадное количество казней, преступления не прекращаются.
— Отчего же так много простого народа впадает в вины? — рассуждал он. — А все дело в худом воспитании без наставления и утверждения в законе от духовных чинов, которые сами вследствие своего невежества впадают в преступления и сами ссылаются…
Не народ плох, развратен, считал Кирилов, а его управители вместо добрых примеров жизни подают дурные.
В своем докладе Кирилов предложил при судах и следствиях отменить пытки железом и вырезание ноздрей для молодых людей от 16 до 25 лет, заменить их «не портящими», то есть не калечащими людей, наказаниями. Он вскрыл также ущерб, наносимый государству бюрократическим судопроизводством, злоупотреблениями и лихоимством следователей и тюремщиков-костоломов, по году и более державших «винных людей» под следствием и приводящих их к болезням. Он просил сократить эти сроки и увеличить «дневное пропитание ссыльных с одной копейки до трех».