14 февраля 1921 года повстанцы заняли Петропавловск. Полномочный председатель ВЧК по Сибири И. Павлуновский телеграфировал в президиум ВЧК, что сибирские повстанцы вооружены «достаточным количеством» пулеметов, винтовок и руководит ими полковник Левицкий. Но 15 февраля красноармейцы, получив подкрепление со стороны Омска (полк, батарею и бронепоезд «Красный сибиряк»), контратаковали. Город три раза переходил из рук в руки, только 16 февраля он был окончательно захвачен красными. Но 23 февраля повстанцы заняли город Кокчетав. Около двух тысяч красноармейцев были вынуждены отступить к Омску.
К крестьянам-повстанцам присоединились казаки из бывших Сибирских казачьих войск. Между Ишимом и Петропавловском сформировалась так называемая Ишимская народная армия, к востоку от Петропавловска — Восточная группа повстанцев, к югу — Первая сибирская кавалерийская дивизия, в Тобольском уезде — Тобольская народная армия, в Курганском уезде — Курганская дивизия, в Ялуторовском уезде — Мужицкая армия. Эти стихийные соединения возглавлялись штабами, например Главным сибирским штабом в Ишимско-Петропавловском районе во главе с бывшим поручиком атаманом В. А. Родиным.
Главком Народной сибирской армии (Сибирского фронта) Владимир Алексеевич Родин был «человеком с образованием» и с «независимым и гордым характером». В мирное время он работал учителем школы 2-й ступени, а в годы мировой войны получил офицерский чин на полях сражений. В 1918–1920-х годах он вел среди казачества тайную агитацию против коммунистов. Родину подчинились все командующие народными армиями от Ялуторска, Тюмени и Омска и части Сибирского казачества. Однако объединенного штаба повстанцев не существовало, не было единства и в отдельных дивизиях и армиях. Крестьяне стремились создавать воинские подразделения в волости и не уходить далеко от своей деревни.
После Кокчетава восставшие захватили семь уездов Тюменской губернии, четыре Омской. «Армия» восставших подошла к городам Акмолинск и Атбасар, но взять их не смогла. 21 февраля отряды повстанцев заняли Тобольск, где началось формирование новых структур самоуправления — Крестьянского городского совета (КГС), законодательного органа из 18 депутатов от Тобольска и 52 делегатов от восставших волостей. Повстанцы создали Временное сибирское правительство, которое просуществовало три месяца. КГС провозгласил свободу слова, печати, выборов, профсоюзной и политической деятельности, денационализацию промышленности, уравнительное землепользование. Восставшими была создана Народно-повстанческая армия (НПА) и отряды местной самообороны милиционного типа. Но насильственно мобилизованные в НПА крестьяне разбегались по домам, а большинство отрядов повстанцев, как уже отмечалось, намеревались действовать только вблизи своих сел. Весь район мятежа был разбит на четыре повстанческих фронта. Возглавляли восставших бывшие солдаты-фронтовики и фельдфебели, некоторые местные советские милиционеры. Распространенным был переход на сторону мятежников красноармейских частей.
В одном из воззваний сибирских повстанцев говорилось: «Весь Дон, Малороссия, Кавказ, все Поволжье, уральские, оренбургские казаки уже два месяца назад восстали и сбросили коммунистов. Все войска, воевавшие с Врангелем и с Польшей, повернули винтовки, воюют с коммунистами. Коммунисты держатся, заперлись лишь в Московском Кремле, но оттуда их скоро выбьют. Вся Россия восстала, всякое движение поездов прекратилось. В Восточной Сибири, от Владивостока до Иркутска, установлена твердая власть».
Повстанцы, которые первое время действовали стихийно, разрозненно, вскоре осознали необходимость единого командования. Уже через месяц после начала боевых действий была образована Ишимская народная армия, в состав которой входило две дивизии. Весь повстанческий фронт делился на Восточную ишимскую и Петропавловскую группы. Первую возглавлял Никон Васильевич Горбачев — 27-летний хлебопашец из деревни Гагарьевская, а вторую — Григорий Атаманов, крестьянин 23 лет от роду из деревни Смирное Ишимского уезда. Петропавловской группой командовал атаман Морев. Один из крупнейших отрядов, входивших в Ишимскую дивизию, возглавил сорокалетний атаман, или, как он сам себя называл, «генерал» Петр Семенович Шевченко.
Григорий Денисович Атаманов, командарм Ишимской группы, прославился тем, что мастерски организовал свою повстанческую группу, в которой были даже специальные лыжные команды в белых маскировочных халатах. Атаманов также создал личный пропагандистский отдел, который выпускал ежедневную сводку, листовки и прокламации. Однако по подозрению в измене он был расстрелян в штабе Повстанческой армии.