С Катаевского завода Белобородов через Сатку прибыл на Златоустовский завод. Отсюда он, увеличив свои силы за счет заводских рабочих, пошел на соединение с Пугачевым под Магнитную крепость. С этого времени колебания Белобородова кончились. Он отдает себя в полное распоряжение Пугачева. Между тем письмо Шибаева сыграло свою роль. Пугачев поверил доносу и дал распоряжение арестовать Белобородова. Верстах в двадцати от Златоустовского завода Белобородова встретила команда пугачевского полковника Михайловского и хотела его арестовать. Но Белобородов уверил команду, что он «служит [Пугачеву] верно и изменить ему не желает». В Чебаркульской крепости Белобородов уверил в своей преданности Пугачеву и самого полковника Михайловского.
6 мая Пугачев занял Магнитную крепость. В тот же день «стройно», с «развернутыми знаменами» подошел к крепости отряд Белобородова. Сначала его приняли было за неприятеля: настолько поразил всех хороший воинский вид отряда. Когда недоразумение выяснилось, Пугачев подъехал к своим палаткам, поднял знамя и приготовил войска к встрече с Белобородовым. «Мы, — вспоминает об этом пугачевский атаман Верхоланцев, — преклонили перед ним свои самодельные знамена».
Но после вступления отряда в Магнитную крепость яицкие казаки арестовали Белобородова, отобрали у него оружие и вместе с Шибаевым представили на суд Пугачева. Шибаев обвинял Белобородова в государственной измене и в насилии над курьером «его императорского величества». Но Пугачев полностью оправдал Белобородова.
8 мая пугачевские отряды из Магнитной крепости двинулись к Троицкой крепости. В этом походе Белобородов играл крупную роль.
Подойдя к Карагайской крепости, Пугачев отправил Белобородова «уговаривать» коменданта сдать ее без боя. Белобородов успешно выполнил обязанности «уговорщика». Крепость сдалась. Пугачевцы, захватив порох и пушки, сожгли ее.
Были преданы огню и другие крепости на Верхнеяицкой линии.
По мере продвижения к Троицкой крепости армия Пугачева росла, она увеличилась до десяти тысяч человек. Во время похода командование армией перешло к Белобородову; он заменил раненного в Магнитной крепости Пугачева. 20 мая пугачевцы взяли Троицкую крепость, а на следующий день под крепостью они встретились с войсками генерал-поручика де-Колонга. Пугачев не принимал участия в сражении. «Во все время Пугачев, — пишет А. С. Пушкин, — лежал в своей палатке, жестоко страдая от раны, полученной им под Магнитною. Действиями распоряжался Белобородов».
