В XVIII веке появилась Оренбургская укрепленная линия, которая защищала границу России от нападений киргиз-кайсаков и джунгарских калмыков. Она была разделительной линией между Башкортостаном и Киргиз-кайсакской ордой, но также позволила установить экономические связи с Казахстаном и Средней Азией. В 1736 году она разделилась на несколько дистанций: Нижнеуральскую, Самарскую, Сакмарскую, Красногорскую, Орскую и Кизильскую. К северу от Оренбурга были построены два ряда военных поселений, один вдоль реки Яик, другой вдоль реки Сакмары. Сакмарская линия изначально включала 10 крепостей и 2 редута, но в результате восстания 1755 года она была расширена до реки Зилаир и заканчивалась Зилаирской крепостью.

Зилаирская крепость получила свое название от гидронима Йылайыр — Зилаир, который связан с этнонимом джалаир. Первые подробные сведения о крепости были представлены П.И. Рычковым. Он сообщал следующее: «Зелаирская крепость…построена в прошлом 1755 году на земле Бурзенской волости Башкирцев при речке Зелаир, по причине произошедшего от Башкирцев тоя волости злодейства, к которому вскоре потом разных Зауральских волостей Башкирцы приобщась, многия пакости поделали, и прямой бунт сочинили. При начале ея было сие намерение, чтоб построением ея внутри тех самых жилищ, где злодейство оказалось, и введением тут для гарнизону двух рот, драгунской и пехотной, оным злодеям зделать страх, и притом удобнее б было бы, и для всяких случаев иметь тут запасной провиантской магазен; а после в том же 1755 году июля 26 дня учинено в оренбургской губернской канцелярии определение, и представлено Правительствующему Сенату, чтоб из Зауральских Башкирских волостей, которые от города Уфы удалили, для наилучшего над ними смотрения и наблюдения, учредить особый Зауральский дистрикт, в котором назначено шесть волостей: Бурзенская, Карагай-Кипчакская, Тамьянская, Усерганская, Тангаурская и Сугун-Кипчацская; а ежели пожелают и Бушман-Кипчацкую и Чамкин-Кичацкую».

Зилаирская крепость была построена для устрашения и контроля за восставшими башкирами. Весной 1755 года началось восстание, но оно было неорганизованным. 15 мая башкиры Бурзянской волости восстали, но были быстро подавлены властями. В ответ на восстание была построена Зилаирская крепость. В августе 1755 года восставшие уничтожили крепость, но потеряли своего лидера, Кучукбая, что в конечном итоге привело к поражению.

В 1769 году в Зилаирской крепости служили 50 казаков из Исетской полковой дистанции, а в 1770 году на летней службе было 50 уфимских казаков. Крепость фигурирует и в документах о восстании Пугачева в 1773-1775 годах. Она не смогла оказать сопротивление восставшим и была частично разрушена. На помощь Зилаирскому гарнизону были направлены карательные отряды, которые разбили повстанческий отряд в бою под стенами крепости. С этого момента и до осени крепость использовалась в качестве основной базы для конных команд, которые совершали рейды для подавления повстанческого движения в башкирских волостях Исетской и Уфимской провинций. Сведения о Зилаирской крепости содержатся в архивных заготовках к «Истории Пугачева» А.С.Пушкина.