На Урал, в Мотовилиху, Николай Гаврилович вместе с семьей переезжал зимой в сильные морозы и вьюгу. Екать пришлось в так называемом возке — крытой повозке на полозьях, с дверцами и окнами. В пути Николай Гаврилович простудился, и пришлось долго лечиться. В связи с этим к работе на Пермских пушечных заводах он приступил только 2 февраля 1884 года.
В 1736 году на речке Мотовилихе, впадающей в Каму, в четырех верстах от Егошихинского медеплавильного завода, давшего начало городу Перми, был заложен новый казенный медеплавильный завод. Он работал до 1862 года, а потом из-за истощения медистых песчаников он был закрыт. Царское правительство приняло решение построить здесь два новых завода: чугуннопушечный и сталепушечный.
Сталепушечный завод, который строился по проекту Н. В. Воронцова впоследствии директора Горного института, был заложен 26 августа 1863 года. Через год заложили чугуннопушечный завод. Первая пушка чугуннопушечного завода имела вес 2800 пудов, на 400 пудов больше знаменитой царь-пушки в Кремле. В 1875 году на Мотовилихинском заводе (как по традиции стали называть тот и другой заводы) был пущен величайший в мире пятидесятитонный паровой молот, построенный по проекту Н. В. Воронцова. Под молот был отлит чугунный цельный шабот — стул, весом 630 тонн. Отлили его в январе, а остыл он только в апреле. Чтобы металл получился более плотным, шабот отливался верхней частью внизу. Мотовилиха была связана с другими заводами Урала Горнозаводской железной дорогой, построенной в 1874–1878 годах от Перми до Екатеринбурга (теперь Свердловск) через Чусовую, Нижний Тагил. Здесь с 1876 года начал работать мартен.
К началу восьмидесятых годов Мотовилихинский казенный завод стал одним из крупнейших предприятий царской России. Здесь было занято свыше четырех тысяч человек. На заводе сложился высококвалифицированный коллектив рабочих. Многие из них приехали из Златоуста, с других уральских заводов, из Сормова. Это определило то обстоятельство, что Мотовилиха в начале XX столетия стала одним из центров революционного движения Прикамья и Урала. Кроме производства стальных пушек, завод принимал большое количество заказов на изготовление отдельных частей машин, строил пароходы, паровые машины, паровые котлы и многие другие машины и механизмы.
Первое время на Мотовилихинском заводе Николай Гаврилович Славянов работал управителем орудийных и механических цехов. Но уже в ноябре 1888 года его назначили помощником горного начальника (управляющего заводом), а в июле 1891 года — горным начальником. В этой должности он работал до конца жизни.