При учреждении в 1736 году вместо берг-коллегии генерал-берг-директориума Татищев подчинен был по управлению заводов генерал-берг-директору Шембергу. В сие время принял он непосредственное участие в усмирении бунтующих башкирцев. Еще прежде сего, в 1734 году, помогал он полковнику Тевкелеву провиантом и снарядами, а в 1735 году Татищев сам ходил противу башкирцев Осинского уезда, и, быв подкреплен полковниками Мартыновым и Тевкелевым, одержал над ними значительную победу, казнил бунтовщиков, а с покорившихся взыскал в пользу Оренбургской экспедиции 10 000 руб. контрибуции и большое количество лошадей. Главный начальник
Оренбургской экспедиции, статский советник Кирилов, донеся о сем 1736 года кабинету, просил, чтоб с сибирской стороны поручить главное начальство над военными Татищеву. Кабинет утвердил сие представление в начале 1737 года, и того же года, по смерти Кирилова, ему поручены все дела Оренбургской экспедиции. По получении о том указа он оставил советника Хрущова начальником над всеми горными заводами, а сам отправился водою в Мензелинск, где нашел генерал-майора Соймонова, полковников Бардевика, Тевкелева и уфимского воеводу, статского советника Шемякина. Для удержания в покорности башкирцев они решили общим советом: учредить за Уралом новую, Исетскую провинцию, которой быть, вместе с Уфимскою, под ведением Оренбургской экспедиции. Кабинет утвердил сие положение. В январе 1738 года Татищев отправился в Самару, откуда предположено было начать военные действия против непокорных башкирцев. На пути он осмотрел с инженерами положение Красноярска и выбрал место для перевода Оренбургской крепости, помещенной на весьма неудобном месте. В сие время киргизский хан Нибирс прибыл в русский лагерь. Татищев принял сего владельца с почестию; он присягнул России в верности подданства. Татищев воспользовался сим случаем, чтобы доставить Оренбургскому краю все выгоды по торговле. Он отправил караван в Ташкент и послал вместе с оным двух офицеров для географических наблюдений. Караван миновал Среднюю и меньшие орды, но был разбит при Большой. Около сего же времени установил Татищев оренбургскую меновую торговлю и собрал первую пошлину с торгов и акциз с продажи питей. Окончив дела сии, принялся Татищев за устроение крепостей. Он обозрел весь Оренбургский край. В предприятии сем способствовали ему много флота капитан Элтон и инженерные офицеры. Но спокойствие башкирцев продолжалось недолго. Волжские калмыки, кочевавшие на луговой стороне реки Волги, оказали вдруг неповиновение, начали отгонять табуны от новопостроенных крепостей и разграбили купеческий обоз, шедший из Самары в Яицкий городок. Татищев отправил против сих бунтовщиков несколько казацких партий, кои, разбив калмыков в разных местах, переловили зачинщиков. 1739 года Татищев отправился в С.-Петербург и подал в кабинет разные представления свои, из коих главнейшие: I. Перенести город Оренбург на урочище Красной горы. II. Провести линию вверх по Яику до Верхнеяицкой пристани, а оттуда по реке Ую до Царева городища и по реке Сакмаре. III. На линии сей поселить гарнизонные и ландмилицкие полки. IV. Позволить, за отдаленностию места, производить достойных обер-офицеров в чины, а недостойных увольнять в отставку. V. Позволить распространить торговлю того края. VI. Установить правила для управления киргиз-кайсаками. В сие время полковник Тевкелев, природный башкирец, находившийся при Оренбургской экспедиции, вызванный в С.-Петербург за несколько месяцев прежде Татищева, дабы состоять в свите посла, прибывшего туда из Персии, успел рассеять неблагоприятные слухи насчет Татищева и подал на него несколько жалоб. Кабинет, рассмотря жалобы сии и возражения Татищева, нарядил следственную комиссию над ними; а между тем определен был начальником оренбургской комиссии член государственной адмиралтейств-коллегий, контр-адмирал кн. Василий Урусов. Несмотря на сие, все вышеприведенные представления Татищева были уважены. Неизвестно, чем кончилась наряженная над Татищевым комиссия; обвинения оказались, вероятно, несправедливыми, ибо чрез несколько месяцев Татищев был снова послан в 1741 году, по смерти калмыцкого хана Дондук-Омбы, для усмирения взбунтовавшихся калмыков и вскоре назначен в Астрахань губернатором. От сей должности он уволен (1744) по несогласию его с наместником Калмыцкого ханства. Татищев, оставив Астрахань, отправился в подмосковную деревню свою, сельцо Болдино, где и умер 1750 года, июля 15. Тело Татищева предано земле в погосте, состоящем в одной версте от его деревни.