Постоянное население города в первой половине XVII века было небольшим. Некоторое представление о размерах города дает переписная книга Уфы 1647 года, в которой учтено всего 66 дворов. С учетом дворов стрелецкого отряда (около 100) общее количество дворов в городе вряд ли превышало 200. Основной состав населения был русский, но в числе первых уфимцев были и представители татар, башкир, мордвы и некоторое число иноземцев. Почти все они вскоре приняли христианскую веру ("новокрещеные").

Однако историю формирования г. Уфы невозможно представить без слобод, деревень и сел, появившихся на Уфимском полуострове и тесно связанных с городом. В самом начале XVII века в 18 км от города появляется небольшая деревня под названием Новая Слобода, которую основал Иван Кадомец (крещеный башкир). С 1613г. слободу стали называть Кадомцевой деревней. После постройки церкви в 1622 году деревня стала называться иначе - село Богородское. В дальнейшем Богородское стало весьма значительным селом, здесь находился волостной центр, была ежегодная ярмарка (ныне микрорайон ИНОРС).

С 1591-1592 годов в северной части современной Уфы в отводной книге упоминается "подгородная татарская слобода" на р. Урюзя. По имени основателя Шугур-Али Конкузова слободу начали называть Шугуровой деревней или просто Шугуровкой. Речку Урюзя тоже стали называть Шугуровкой (Шугуркой). Деревня ныне поглощена городом, а речка течет, хотя и обмелела.

В конце XVI или самом начале XVII века в числе служилых людей из Москвы приехал Иван Черников. Первый раз ему отвели земельную дачу в 1607 году. В 1615 году Черников подал царю челобитную с просьбой подтвердить ему старый отвод и заново оформить документально, записав в новую книгу. Пользуясь служебным положением (Черников служил дозорным, т.е. отводчиком и отмещиком земли), при новом оформлении он увеличил размеры владения. Деревне Черниковке суждено было в XX веке стать городом Черниковском, который впоследствии соединился с Уфой и образовал ее северную часть.

С ростом города старые кремлевские укрепления и примитивные оборонительные заграждения, возведенные вокруг слобод, стали недостаточными. К тому же дубовые укрепления кремля к середине XVII века обветшали и потеряли свою былую боеспособность. Решение о возведении новой оборонительной линии московское правительство приняло в 1664 году. Строительство новой крепости затянулось в связи с ее сравнительно большими размерами, так как стены должны были охватить все поселение, включая пригородные слободы. Новая крепость получила название "Нового" или "Большого" острога, кремль же стал называться "старым" или "верхним городом". Стены новой крепости были рублены из дуба и достигали высоты 2 сажен (более 4-х метров).

В начале XVIII века Уфа заняла видное место в сношениях России с казахскими жузами. В 1730 году хан Младшего жуза (с XVIв. группа западноказахстанских племенных объединений) Абулхаир прислал в Уфу посольство с просьбой о принятии его в русское подданство. Переговоры завершились тем, что 10 октября 1731 года хан Абулхаир и старшины Младшего жуза принесли присягу русскому правительству.

В начале XVIII века город начинает расти в западном направлении - кварталы жилых жомов строятся за Ильинскими и Фроловскими воротами, плотно заселяется Шугуровская гора. Для связи ее с центром строится мост через Ногайский овраг, также получивший название Ногайского. К этому времени в Уфе насчитывалось уже свыше 650 дворов.

В 30-х годах XVIII века Уфа стала базой для строительства Оренбурга. В связи с организацией Оренбургского казачьего войска в новый город переводят 185 уфимских казаков. Создание Оренбургской линии крепостей привело к значительному отливу из Уфы и других групп служилого населения.

В связи с продвижением государственных границ далеко на юго-восток Уфа к середине XVIII века потеряла свое прежнее стратегическое значение, хотя и продолжала играть роль военного центра Башкирии. В 1736 году составляется новый план Уфимской крепости, по которому предполагалось вокруг города построить 12 земляных бастионов; овраги между горами планировалось перегородить двойной линией палисадов, в которых устроить створчатые ворота для спуска весенних вод. Но этот проект остался нереализованным, так же как и более ранний проект 1728 года, который предусматривал перенос укреплений на гору к западу от существующих. Были проведены только ремонтные работы и некоторая модернизация укреплений. Двойное кольцо оборонительных сооружений сохранялось вплоть до середины XVIII века.