Очень важным является вопрос о вооружении войска восставших. Большое значение имела артиллерия. Артиллерийские орудия разных калибров, систем и назначения появились в войске Пугачева либо в результате захвата в форпостах, крепостях, на заводах и у полевых войск в качестве трофеев, либо изготовлялись на заводах, работавших на восставших. Пугачев прекрасно понимал значение артиллерии. Отсутствие артиллерии не дало ему возможности овладеть Яицким городком, а огонь 70 орудий Оренбурга помешал ему «с хода» взять город и вынудил приступить к осаде. Поэтому повстанцы прежде всего стремились овладеть пушками, отремонтировать их (у первых захваченных орудий часто не было лафетов), обеспечить себя боеприпасами. На захваченных заводах налаживалось производство орудий, в первую очередь тяжелых, осадных, и боевых припасов к ним. Так появились орудия «злодейского литья» из «красной меди» (бронза с малым содержанием олова), изготовленные на Воскресенском заводе, среди них семи- и трехпудовые мортиры, «дробовики» с конической каморой (для стрельбы «дробом» — картечью), орудия с эллипсоидным каналом ствола. «Дробовики» «злодейского литья» с коническими каморами стреляли отнюдь не только картечью, но и гранатами. Что касается орудий Пугачева овального сечения, то в них следует усматривать «голубицы» «гаубицы», или «секретные голубицы» «злодейского литья». Они были сконструированы по принципу знаменитых шуваловских «секретных гаубиц». Сущность этой артиллерийской системы заключалась в том, что орудийный ствол имел эллипсоидный, расширяющийся к вылету канал, что должно было способствовать разлету картечи веером больше по горизонтали, чем по вертикали, чем значительно увеличивалась площадь поражения по сравнению с картечным выстрелом полевых гаубиц с обычным круглым сечением канала ствола. Введенные в армии совсем недавно, во время войны с Пруссией, эти гаубицы были засекречены и на ствол надевалась кожаная покрышка. Высокие качества «секретных гаубиц» были хорошо известны и Пугачеву, и его артиллеристам, и мастерам уральских заводов. Их производство и наладили мастера Воскресенского завода. Всего было произведено 15 орудий «злодейского литья» из «красной меди». Кроме того, на Авзяно-Петровском заводе была отлита семипудовая чугунная мортира. На заводе изготовляли и боеприпасы: бомбы, ядра, гранаты, картечь.
Пугачев посылал на заводы своих полковников Хлопушу, Зарубина-Чику, Максима Шигаева, но они были только организаторами, а «умельцами», изготовлявшими боеприпасы и лившими орудия на Урале, выступали Павел Колесников, Терентий Жаринов, Дмитрий Попов, Давыд Федоров и др. В Берде орудийной мастерской руководил Степан Калмыцкой.
Память о том, как работные люди лили пушки Пугачеву, сохранил фольклор рабочих Урала. В песне «Уж ты ворон сизокрылый» поется о девушке, которой ворон отвечает на вопрос о ее милом:
Старики-рабочие Белорецкого и Баймакского районов Башкирии еще в недавнем 1938 г. рассказывали и вспоминали о своих предках — работных людях Авзяно-Петровского завода, которые лили пушки и ядра во времена Пугачева. Но большинство артиллерийских орудий восставших было трофейным или доставлялось с заводов. На третьем этапе Крестьянской войны вся пугачевская артиллерия была трофейной. Только под Оренбургом у Пугачева к концу декабря 1773 г. насчитывалось около 100 орудий. Имели немало орудий и другие отряды восставших. У Зарубина-Чики под Уфой и у Грязнова под Челябинском было по 25 орудий. В многочисленных отрядах пугачевцев насчитывалось от 2 до 18 пушек. Всего в разное время в руках у пугачевцев побывало до 400 орудий разных калибров. Несколько пугачевских пушек дошло и до наших дней. В Музее артиллерии, инженерных войск и войск связи в Ленинграде хранятся три пугачевские пушки. Одна из них двухфунтовая, отлита в 1724 г. (такая же пушка хранится и в Оренбургском краевом музее), другая (калибра 3/4 фунта) установлена на самодельном деревянном лафете с санными полозьями, третья пушка представляет собой длинную восьмигранную пищаль.