Успешное движение Главной армии восставших к Казани во многом было предопределено повстанческим движением в Казанском крае, которое началось задолго до прихода в этот район Пугачева. Восстание крестьян Казанского края, разгоревшееся зимой 1773/74 г., в марте — апреле было жестоко подавлено карателями. Но вскоре в связи с первыми известиями об успехах Пугачева в Башкирии и на уральских заводах и в еще большей степени при вступлении самого Пугачева на территорию Казанского края оно снова разгорелось.
В армии восставших было много приписных к уральским заводам крестьян — выходцев из Казанского края. От них-то сюда и проникали слухи о новых успехах Пугачева. Крестьяне тайно собирались на сходки и обсуждали эти известия. Наибольшую активность проявляли работные люди, приписанные к заводам, помещичьи крестьяне и крестьянство нерусских национальностей, которое испытывало классовый, национальный и религиозный гнет. В Казанском крае действовал отряд удмурта Чупаша, мещеряка Бахтиара Канкаева, татарина Мясогута Гумерова и др.
Крестьянство с нетерпением ждало прихода войск Пугачева, чтобы с их помощью навсегда разделаться с крепостниками. Переправа Пугачева через Каму привела к повсеместному массовому восстанию в Казанском крае. Сюда прибыли люди Пугачева с его манифестами и указами.
Здесь энергично действовали пугачевские полковники Дорофей Загуменнов, Григорий Филинков, атаманы Андрей Носков, Федор Калабин (Шмота) и Карп Степанов (по прозвищу Карась) — активный участник и руководитель восстания приписных крестьян Авзяно-Петровского завода еще в 1761–1762 гг.
Крестьянское восстание в Казанском крае принимало характер, все более и более грозный для помещиков, заводчиков и царских властей. Крестьяне уничтожали помещичьи усадьбы, расправлялись с помещиками, старостами и приказчиками, пытаясь таким образом обрести свободу и получить землю. Чем ближе Пугачев подходил к Казани, тем быстрее росла его повстанческая армия. Отовсюду спешили к нему или его посланцам на конях и пешком приписные к заводам, помещичьи, экономические, ясачные и государственные крестьяне, русские и нерусские: татары, марийцы, удмурты. Они уже знали: Пугачев идет на Казань — центр эксплуатации и порабощения народов Заволжья и Прикамья, оплот заводчиков и помещиков.
Войска повстанцев взяли Трехсвятское (Елабугу), Сарапул, Агрыз, Заинек, Мензелинск, Мамадыш. Пугачева всюду встречали колокольным звоном, хлебом-солью. Если под Осой у Пугачева было около 5 тыс. человек, то на пути от Осы до Казани к нему «пристало татар и русских мужиков до семи тысяч человек». В сражениях у села Новокрещенского и под Казанью Пугачев разбил правительственные войска. Новый главнокомандующий войсками, действовавшими против Пугачева, Ф. Ф. Щербатов, сменивший умершего в апреле Бибикова, пытался сконцентрировать свои силы в одном месте и преградить восставшим путь на Казань. Отряды Голицына, Попова, Жолобова, Обернибесова, Гагрина и Михельсона спешили к Казани. Но восставшие башкиры своими действиями отвлекали правительственные войска от решения главной задачи, и даже энергичный Михельсон был задержан военными действиями башкир. Несколько дней Михельсон не имел никаких сведений о Пугачеве и переправился через Каму только 3 июля.
Казань являлась большим, многолюдным городом, важным административным центром. В городе царила паника. Дворянство разбегалось, а оставшиеся в городе дворяне, чиновники, духовенство и купцы лихорадочно готовились к обороне. Гарнизон Казани насчитывал около 2 тыс. человек и имел многочисленную артиллерию. До 6 тыс. вооруженных жителей Казани и ее окрестностей должны были усилить гарнизон. Под ружье встали дворяне, чиновники, купцы и даже гимназисты. Согнали окрестных татар и чувашей. Но не все это воинство было надежным. Не приходится говорить о дворовых, ремесленниках, мастеровых, с нетерпением ожидавших прихода пугачевцев.
Оборону Казани возглавил П. С. Потемкин. Возводились полевые укрепления, земляные батареи, ретраншементы, ставились рогатки. Оборонительные сооружения разделили на три части. Каждому указали место, где он должен был стоять в случае нападения.
Тем временем Главная армия Пугачева, насчитывавшая уже около 20 тыс. человек при 12 орудиях, подходила к Казани. 10 июля пугачевцы разбили высланный против них отряд правительственных войск под командованием Толстого. Утром 11 июля Пугачев уже стоял лагерем у Троицкой мельницы, в 7 верстах от города. Вечером он отправил в Казань три своих манифеста, требуя покориться. Сам Пугачев с 50 казаками объехал город и осмотрел его укрепления. 12 июля он собрал совет, на котором присутствовали Белобородов, Перфильев, Идыр Баймеков, Чумаков, Творогов, Давилин и Леонтьев. На совете обсуждался план штурма и планы действия Главной армии в дальнейшем. После взятия Казани Пугачев намеревался «пройти в Москву и тамо воцариться и овладеть всем Российским государством».