В 1825 г. численность населения превысила 56 000 человек обоего пола (в том числе казаков на действительной службе свыше 10 000 человек) и затем непрерывно увеличивалась за счет отставных солдат, казенных крестьян, башкир, калмыков, киргизов, казахов, военнопленных поляков и др.
В 1840 г. по ходатайству и представлению наказного атамана, генерал-адъютанта графа В. А. Перовского утверждено положение об Оренбургском казачьем войске в составе 10 полков и 3 батарей. Войско делилось на 10 полковых округов, составлявших два военных округа.
В 1842 г. к астраханцам причислено Ставропольское калмыцкое войско (тысячный полк крещеных калмыков).
В 1867 г. войско комплектовало: 15 конных полков, 9 пеших батальонов, 3 конные батареи.
В 1876 г. комплект изменен: в мирное время — 5 конных полков, 2 батареи по 6 орудий и 2 батареи по 4 орудия; в военное время 17 конных полков, 8 конных 6-орудийных батарей и 1 запасная 4-орудийная конная батарея. Для внутренних нужд формировали три местные команды — Оренбургскую, Верхнеуральскую и Троицкую. Строевая служба казаков облегчена (15 лет — полевая и 7 лет — внутренняя), допускался добровольный обмен очередями и наем друг друга на полевую службу. Разрешалось комплектование служилого разряда жеребьевкой.
В течение 30 лет оренбуржцы были участниками походов в Среднюю Азию. После того как Петербург продвинулся в Туркестан, станичников перевели с территориальной службы к воинской повинности в иррегулярных полках, со своим конем, сбруей, холодным оружием и обмундированием.
В 1894 г. во всех трех отделах Оренбургской губернии проживало казаков 350 614 душ обоего пола. Они размещались в 44 станицах; иногородних жило по городам 17 000, а мусульман вне «казачьей службы» — 31 872 человек.
В начале XX в. войско располагалось на территориях современных Оренбургской, Курганской, Свердловской и Челябинской областей (Российская Федерация) и на севере Республики Казахстан.
Оренбургские казаки имели высокий процент грамотности, работали 452 учебных заведения, в средних школах за счет войска обучались 168 юношей и 12 студентов русских высших школ. В Оренбургском казачьем училище готовилась к производству в офицеры молодежь для тех войск, у которых не было своих военных училищ.
В 1913 г… население войска насчитывало около 533 000 человек обоего пола, из них на действительной службе в мирное время состояли свыше 5000 казаков, комплектовавших гвардейскую сотню, 6 конных полков, 2 отдельные сотни, 3 конные батареи и 3 местные команды. Казаки с семьями проживали в 61 станице, 533 хуторах, 446 поселках и 71 выселке. Войско владело 7,4 млн десятин земли. Столицей (штаб-квартирой) войска являлся город Оренбург.