Много сил и энергии отдавал Зарубин основной своей задаче — взятию Уфы. Вначале он попытался овладеть городом мирным путем — «без драки». В декабре 1773 г. жители Уфы, захваченные в плен, были отпущены обратно в город с наказом уговорить горожан сдаться. Это обращение не привело к желаемой цели. Тогда Зарубин решил разведать городские укрепления. Для этого были совершены «около города объезды», и 23 декабря восставшие предприняли попытку захватить город. Зарубин располагал крупными силами. Численность его войска достигла 10 тысяч человек при 25 пушках. Бой разгорелся утром и длился почти 8 часов. С обеих сторон был открыт ожесточенный артиллерийский огонь. По выражению современника, город «такой крайней опасности… подвержен был», что едва не был захвачен отрядами Зарубина. Осажденные были принуждены призвать для отражения штурма «партикулярных горожан» — чиновников, купцов, мещан. Несмотря на катастрофическое положение гарнизона, атаки были отбиты и Уфа осталась под властью «матушки-государыни».
Через месяц, 25 января 1774 г. штурм Уфы был повторен. Осаждающие произвели нападение с четырех сторон. Бой продолжался около десяти часов. Несмотря на численное превосходство повстанцев, их личное мужество, особенно предводителя Зарубина, штурм был отбит. Сказались общие недостатки тактики восставших — отсутствие опытных артиллеристов, нехватка огнестрельного оружия, неумение осаждать хорошо укрепленные крепости. Это причины неудач, характерные для всех отрядов повстанцев, в том числе и для войска Пугачева под Оренбургом.
После неудачных штурмов Зарубин решил перейти к длительной осаде города. Повстанческие отряды блокировали важнейшие пути, ведущие к городу, захватывали отряды, посланные из Уфы для сбора продовольствия и фуража. Одновременно «граф Чернышев» разослал представителей своего штаба для организации военных отрядов по всей Башкирии и Южному Уралу. Многие из них становились командирами крупных самостоятельных отрядов, как, например, Иван Степанович Кузнецов — «главный российского и азиатского войска предводитель», чьи войска действовали в районе Кунгура.
Весной 1774 г. в Уфе начался голод. Сдача города была неминуемой. Уфу могли спасти только правительственные войска. Именно в этот момент к городу подошли регулярные войска под командованием полковника Михельсона. Несмотря на ожесточенное сопротивление восставших, 24 марта 1774 г. отряды Зарубина потерпели поражение. Сам «граф Чернышев» с небольшим отрядом в 20 человек бежал на юг к Табынску, вероятно, пытаясь соединиться с повстанцами в этом районе. Но в 12 верстах от Табынска, на Богоявленском медеплавильном заводе Зарубина вместе с товарищами захватила в плен команда казачьего капрала А. Кузнецова. Пугачевцы были закованы в кандалы и содержались под строжайшим караулом. Несмотря на все меры предосторожности, тем не менее вскоре была сделана попытка освободить Зарубина и его товарищей. Из рапорта полковника Михельсона от 30 марта 1774 г. узнаем, что один из пугачевских атаманов (имя его в документе не указано) попытался освободить пленных — «он возмущал иноверцов, чтобы отбить называемого графа Чернышева с его сообщниками». Как указывалось в официальных документах, он бы освободил пугачевцев, «когда б не поспешила посланная (правительственная) команда». Инициатор «бунта» был захвачен и по приказу Михельсона повешен. Так неудачно закончилась попытка освобождения Зарубина.
В конце марта Зарубин был доставлен в Табынск. Здесь его допрашивали в первый раз и жестоко пытали, систематически избивали «кошками» — ременными веревками с узлами на концах, специально используемыми для наказания каторжников. Особенно усердствовали офицеры Михельсона, столь недавно испытавшие стойкость и мужество войск Зарубина. Вскоре атаман был передан в Следственную комиссию и отвезен в Москву, где «шеф» Тайной экспедиции Шешковский подверг его допросам и пыткам. Зарубин держался с твердостью и мужеством. Даже следователи признавали его преданность делу восстания. Как одного из самых опасных преступников Зарубина приговорили к смертной казни. Он присутствовал на казни Пугачева в Москве на Болоте. Затем Зарубина отвезли в Уфу и 10 февраля 1775 г. обезглавили. Труп мятежного атамана вместе с эшафотом сожгли, а голову воткнули на кол для всеобщего обозрения.
Жизнь Ивана Зарубина была ярчайшим примером борьбы беднейшего казачества против насилия самодержавия, «за волюшку казацкую», «за вольность народную».
Башкирские полковники Пугачева — Кинзя Арсланов и Салават Юлаев
В период Крестьянской войны 1773–1775 гг. восстанием были охвачены и многие национальные районы Российской империи, прежде всего Башкирия и Татария. Коренное население этих районов, жестоко страдавшее от эксплуатации царской администрации, помещиков, заводовладельцев и собственной феодальной верхушки, дало много энергичных и храбрых руководителей, ставших во главе борьбы против самодержавия. Среди них наиболее выдающимися были Кинзя Арсланов и Салават Юлаев.