Проект Кирилова был одобрен Сенатом, и 1 мая 1734 года дана «Всемилостивейшая апробация», где говорилось о постройке города на Ори, обеспечении строительства рабочей силой, финансировании экспедиции, включении войсковых подразделений. Будущему городу 7 июня Анна подписала «Привилегию». Именно в этот день город официально получил свое имя.
В задачи экспедиции, которую в целях обеспечения секретности сначала называли не Оренбургской, а «известной», входило не только основание главного города, крепостей и других пунктов для защиты юго-восточной границы. Она должна была основательно исследовать и описать малоизученные территории Южного Урала, казахской степи, их природные богатства, изучить историю, культуру, обычаи живших там народов. Одной из областей, на которую прежде всего обращалось внимание экспедиции, был Урал с его полезными ископаемыми, судоходными реками, лесными богатствами, где следовало наметить места основания заводов. Петербургская Академия наук снабдила экспедицию астрономическими приборами, микроскопами, хирургическими инструментами, а также книгами по вопросам астрономии, математики, медицины, химии, биологии, ботаники, горного дела, истории. Таким образом, ставились и широкие научные задачи.
Одной из главных практических целей было налаживание торговли с азиатскими народами, и в конечном итоге подготовка включения Средней Азии в состав Российской Империи. Но, независимо от этой колонизаторской цели, проникновение в Среднюю Азию и освоение территории огромного края, занимавшего в 1758 году около двух миллионов квадратных километров, было, тем не менее, по отношению к народам, населявшим эти земли, явлением прогрессивным. Эту роль России по отношению к Востоку отмечал Ф. Энгельс[2].
Основная часть экспедиции во главе с Кириловым выехала из Петербурга 15 июня 1734 года. В Москве, куда Кирилов прибыл 29 июня, экспедицию доукомплектовали нужными специалистами, в составе ее оказалось около двухсот человек. Экспедиции были приданы регулярные и иррегулярные войска. Всего набралось более двух тысяч пятисот человек. Далее путь лежал через Казань на Уфу.
Из Уфы Кирилов выступил в апреле 1735 года, и несмотря на целый ряд трудностей 15 августа недалеко от устья Ори вверх по течению Яика на его левом берегу была заложена крепость, о чем в Сенат рапортовали: «Августа 15-го Оренбургская первая крепость купно с цитаделью малою на горе Преображенской заложена и следует работа с поспешностью». Со дня закладки этой крепости и следует отсчитывать возраст Орска, так как город позже развился именно отсюда.
30 августа в крепость ввели солдатскую команду, а на следующее утро установили артиллерию. В тот же день, 31 августа, торжественно заложили «настоящий Оренбург о девяти бастионах... при выстрелах из тридцати одной пушки», — пишет П. И. Рычков, состоявший бухгалтером при экспедиции.
В церемонии закладки принимали участие киргиз-кайсаки Младшего и Старшего жузов, башкиры. Были и купцы из Ташкента. И. К. Кирилов пригласил азиатских и русских купцов на следующий год на торг в Оренбург. Таким образом, сразу выявились обе основные функции города: быть оплотом и центром экономического и политического общения с Востоком. Расположение города на левом берегу Яика подчеркивало, что крепость должна служить защитой киргиз-кайсакам.
Постройку девятибастионного, города-крепости отложили до следующего года, но и тогда работы начать не смогли, так как силы были отвлечены на подавление восстания в Башкирии. Не приступили к строительству и через год, потому что 14 апреля 1737 года И. К. Кирилов умер, а новый начальник В. Н. Татищев не одобрил выбор расположения главного города края. Место было слишком удалено от других городов, отделялось горами, что затрудняло коммуникации. Сама площадка, где заложили город, затапливалась в половодье. Недостатком было и отсутствие леса. Поскольку город был только заложен, можно было основать его на другом месте. Поэтому В. Н. Татищев отправил на осмотр мест инженер-майора Ратиславского, послав его в Сакмарск и на урочище Красной горы, о котором ему сообщили, что оно удобно для постройки города.
Летом 1738 года В. Н. Татищев сам прибыл к Красной горе. Он выбрал место на некотором расстоянии к востоку от горы. Часть его теперь занимает село Красногор.
В начале 1739 года В. Н. Татищев отправился в Петербург, где подал в кабинет обстоятельные представления по устройству края. Среди них одним из главных было предложение строить Оренбург у Красной горы. С Татищевым согласились, но ему не пришлось осуществить свои проекты. На него поступили доносы, по которым он обвинялся в злоупотреблениях. В. Н. Татищев был отстранен от должности, и на его место назначили генерал-лейтенанта князя В. А. Урусова.
