Для борьбы с чехословаками и частями Народной армии Комуча и Сибирской армии Временного сибирского правительства в середине мая 1918 г. создается Восточный фронт. На Среднем Урале было организовано оперативное объединение — Северо-Урало-Сибирский фронт под командованием Р. И. Берзина. В конце июня эта группа преобразована в 3-ю армию Восточного фронта. Ей противостояли части Екатеринбургской группы Сибирской армии и, прежде всего, 1-й Среднесибирский корпус под командованием А. Н. Пепеляева и 2-я чешская дивизия Р. Гайды.
Несмотря на все усилия большевиков, 25 июля был оставлен Екатеринбург. В августе—сентябре развернулись упорные бои на Кунгурском и Лысьвенском направлениях. Судьба советской власти решалась на Восточном фронте, поэтому именно сюда направлялись основные подкрепления из центра, в том числе по партийной мобилизации.
Осенью 1918 г. фронт несколько стабилизировался. Была отражена попытка прорыва на Пермь через Кунгур, чему в определенной мере способствовал выход в районе Кунгура сводного отряда красных войск под командованием В. К. Блюхера, совершившего героический переход с Южного Урала по тылам противника. Кроме того, контрудары по частям Сибирской армии были нанесены в районах Нижнего Тагила, Кушвы и Лысьвы.
В ноябре 1918 г. для большевиков резко осложнилось положение на Южном фронте. Внимание к Восточному фронту оказалось ослаблено. Этим воспользовался А. В. Колчак. В результате переворота в Омске 18 ноября была ликвидирована кадетско-эсеровская Директория, именовавшая себя Всероссийским правительством. Адмирал Колчак был провозглашен Верховным правителем и начал активную подготовку к наступлению. Главный удар наносила Екатеринбургская группа Сибирской армии под командованием Р. Гайды в направлении на Пермь— Вятку— Котлас.
Наступление началось в конце ноября. Поражению частей Красной армии способствовали выступления в тылу осенью 1918 г. Так, в сентябре вспыхнуло восстание в Усольском уезде, охватившее 7 волостей. В октябре имели место волнения мобилизованных в трех волостях на р. Косьве. Положение в деревне было настолько напряженным, что советские и партийные работники без сопровождения отряда продармейцев не решались выезжать в некоторые волости. В начале сентября прошли выступления рабочих на Чусовском заводе. Но особую опасность представляли волнения рабочих в Мотовилихе, возникшие в начале декабря в связи с продовольственными трудностями. Рабочие на своих собраниях требовали увеличить паек, но "не тем хлебом, который не едят свиньи", а мукой; снять с комиссаров кожаные куртки и фуражки, чтобы "употребить их на обувь"; отменить привилегии для комиссаров, уравнять их по пайкам с рабочими; отменить аресты, разрешить свободу слова и собраний, отменить смертную казнь и т. д. В случае невыполнения требований рабочие грозили забастовкой. На митингах и собраниях представителям большевиков не давали говорить. Военный совет 3-й армии в ночь с 5 на 6 декабря ввел в Мотовилихе осадное положение. Завод закрыли, а всех рабочих уволили с предупреждением о том, что будут вновь приниматься на работу при строгом отборе. Это был самый настоящий локаут: так же боролись с рабочим движением во времена царизма. Исполком Мотовилихинского Совета был распущен и создан ревком; поселок и завод заняты коммунистическим батальоном.
Ненадежными оказались и некоторые воинские части. 23 декабря на сторону противника перешел полк под командованием бывшего полковника Бармина, брошенный на прикрытие прорыва в районе ст. Сылва. 24 декабря поднял восстание 10-й кавалерийский полк, располагавшийся в с. Ильинском.
9 декабря колчаковские войска заняли Лысьву, 12-14 - станции Чусовскую и Калино. Красные войска оказались рассечены: часть отступала на Пермь, а часть — на север губернии в Коми-Пермяцкий край. 21 декабря оставлен Кунгур. 24 декабря части корпуса генерала Пепеляева захватили Пермь.
Потеря Перми явилась крупнейшей неудачей Восточного фронта, причем захват ее произошел неожиданно; город не успели эвакуировать, и колчаковцам достались богатые трофеи. Однако развить успех они не смогли и в середине января были остановлены на подступах к Верещагине—Оханску—Осе.
Для выяснения причин поражения советских войск под Пермью была назначена специальная партийно-следственная комиссия в составе Ф. Э. Дзержинского и И. В. Сталина. По ее выводам приняты меры по укреплению 3-й армии, произведены кадровые изменения в командовании. В результате уже с середины января 1919 г. предпринимаются попытки нанесения контрударов частями армии.
На территории, занятой войсками Колчака, восстанавливались прежние органы земского и городского самоуправления и другие структуры, существовавшие до октября 1917 г., налаживалась работа промышленных предприятий. В начале января возобновили свою деятельность губернская земская управа, Пермская городская дума. Пост городского головы вновь занял А. Е. Ширяев. Подобный процесс проходил и в уездах. Так, деятельность Соликамского уездного земства возобновилась 3 января. Должность губернского комиссара была переименована в управляющего губернией, а уездные комиссары стали называться управляющими уездами. В губернских и уездных центрах создавались следственные комиссии "по расследованию преступных деяний большевиков и их сотрудников". В Перми такая комиссия появилась уже 1 января 1919 г. В приказе о создании комиссии отмечалось: "Преследованию подлежат только преступные деяния, покушение на таковые или приготовления к ним. Принадлежность к той или иной партии или сочувствие ей, не выразившееся в тех или иных действиях, преследованию не подлежит, так как на убеждения и взгляды граждан посягательства быть не должно". Но, несмотря на подобные заявления, на территории, занятой Колчаком, фактически был развернут белый террор, прежде всего против коммунистов и сочувствующих им, против советских работников. В какой-то мере это явилась ответом на красный террор, не уступавший ему по жестокости, но все же не такой массовый. Все, кто работал в советских структурах или сотрудничал с большевистскими органами власти, подлежали увольнению со службы. Безусловно, подобная политика только увеличила число противников колчаковского режима.
В феврале 1919 г. Пермь посетил Верховный правитель адмирал Колчак. Ему была устроена торжественная встреча. От населения губернии Колчака приветствовали председатель губернской земской управы Ф. Я. Дьяков, от населения г. Перми — бывший городской голова П. А. Рябинин. В зале Благородного собрания был устроен прием, на котором присутствовали должностные лица правительственных и общественных учреждений, в том числе вся профессура Пермского университета, представители научно-промышленного музея, всех учебных заведений города. Верховный правитель посетил земскую управу, университет и два средних учебных заведения.
Адмирал Колчак готовил новое наступление с целью окончательного разгрома советских войск. Наступление началось в первых числах марта 1919 г. Главный удар наносили войска Западной армии, стремясь соединиться с Деникиным. В наступление перешли и части Сибирской армии Р. Гайды в направлении на Вятку. В результате произошло распыление сил: вместо усиления частей Западной армии за счет Сибирской и нанесения одного решающего удара войска Верховного правителя передвигались по двум направлениям. Это в определенной мере привело к неудаче весеннего наступления. Первоначально наступление имело некоторый успех. Были заняты Оса, Оханск, Воткинск, Ижевск, Глазов, но выполнить полностью поставленную задачу не удалось.
Командование Красной армии готовилось к нанесению контрудара. Восточный фронт был значительно укреплен. В конце апреля части Восточного фронта перешли к активным действиям. Главный удар обеспечивала Южная группа войск фронта в направлении на Уфу. В Прикамье действовали 2-я (командующий В. В. Шорин) и 3-я (командующий С. А. Меженинов) армии, наносившие вспомогательный удар. В начале июня советскими войсками были заняты Сарапул, Ижевск, в середине июня - Глазов. Пять дней продолжались упорные бои за Пермь. 1 июля части 3-й армии заняли Пермь, а войска 2-й армии — Кунгур. Попытки остановить наступление в районе Верхнечусовских Городков окончились для белых неудачей.
Эвакуация белых проходила достаточно организованно. Они сумели вывезти большую часть оборудования заводов, в том числе Мотовилихинского, Лысьвенского и др., взорвали Камский мост, фактически полностью уничтожили речной флот. С колчаковцами ушли почти все инженеры и техники, практически весь профессорско-преподавательский состав Пермского университета, основная часть духовенства.
Поражения белых армий во многом были обусловлены не только военными просчетами, но и непрочностью тыла. Крестьянство, сравнив белый и красный режимы, выбрало, по его мнению, меньшее зло — большевиков. Колчак ассоциировался у крестьян с возвратом к старым, дореволюционным порядкам, хотя официально он это категорически отрицал. Коммунистическая партия в конце 1918 г. скорректировала свою политику в деревне, провозгласив курс на союз с середняком. Это позволило постепенно стабилизировать положение в тылу красных, резко уменьшить дезертирство и добиться успехов на фронтах гражданской войны.