Неприятель сосредоточил свое внимание на главных силах Саратовской армии и не заметил обходного маневра чапаевского отряда. Казаки обнаружили его, когда бойцы спускались с возвышенности на станцию. Опасаясь окружения, казаки оставили Семиглавый Мар без боя и поспешно отступили к Шипово. В семь часов вечера казаки предприняли безуспешную попытку выбить красногвардейцев со станции. С наступлением ночи противник вновь атаковал. В темноте казакам удалось прорвать оборону красных и окружить Новоузенский отряд Александра Сапожкова. Тогда Чапаев, сражавшийся неподалеку, оставил небольшое прикрытие, атаковал конницу, охватившую новоузенцев, и стремительным ударом прорвал окружение. Под утро противник отступил.
2-й Николаевский отряд под командованием Чапаева продолжал наступление. 4 мая белые оставили станцию Деркул, расположенную в 70 километрах от Уральска. Вместе с казачьей армией уходило и устрашенное рассказами о зверствах красногвардейцев мирное население. Но в ночь на 5 мая противник, воспользовавшись малочисленностью Саратовской армии и отсутствием охраны на флангах, ударил ей в тыл и захватил станцию Семиглавый Мар. Армия была отрезана от Саратова и путей снабжения. На следующий день на станцию Деркул прорвался поезд снабжения, от железнодорожников и охраны чапаевцы и бойцы других отрядов узнали, что станции Шипово и Семиглавый Мар находятся под угрозой нападения казаков, обстрелявших поезд.
Перехватив инициативу, казаки активизировали действия против Саратовской армии. Ожесточенный бой разгорелся с утра 9 мая у станции Шипово. Уральцы многократно атаковали чапаевцев и другие красные отряды. К утру 10 мая выяснилось, что они израсходовали почти весь боезапас. Командующий армией Загуменный после небольшого совещания приказал отойти на линию Александров Гай — Новоузенск — Алтата — Семеновка — Вязовка — Любицкое и перейти к обороне. Майское поражение армии Саратовского совета продемонстрировало, что малочисленные отряды годятся лишь для подавления локальных волнений в тылу, но небоеспособны в случае столкновения с хорошо подготовленными казачьими подразделениями и частями.
12 мая Чапаев участвовал в Пятом чрезвычайном уездном съезде Советов. Предполагалось провозгласить на нем Николаевский уезд Трудовой социалистической коммуной и решить ряд хозяйственных вопросов. Однако участвовавшие в нем эсеры провоцировали волнения, распускали сведения, что отряды Красной армии под Уральском разбиты. Ермощенко и Чапаев опровергли эти провокационные слухи. На другой день в зал заседаний была брошена бомба, пострадали несколько человек. Большевики обвинили в теракте эсеров, но вряд ли это было справедливо: партия располагала достаточным количеством опытных боевиков, чтобы нанести политическому противнику более серьезный ущерб. Сразу после взрыва съезд прервали до ликвидации восстания в Уральске, город Николаевск и весь уезд объявили на осадном положении, вся власть была передана военно-революционному комитету.
Съезд объявил мобилизацию в Красную армию всех боеспособных мужчин, делегаты отправились в свои родные места, чтобы лично агитировать земляков вступать в армейские ряды. Чапаев с группой добровольцев, среди которых было много делегатов, выехал в Дергачи.