Polisen grep senare mannen, naken, i en Walmart-butik knappt en kilometer därifrån.
Bussen som var på väg till Los Angeles hade stannat vid en hållplats i Oroville, drygt 10 mil från Sacramento, då mannen började skjuta mot passagerare som klev av, uppger en talesperson för den lokala polisen.
Innan skotten ska mannen ha uppträtt hotfullt, visat upp ett vapen, och anklagat en passagerare på bussen för att vara en civilpolis.
Den 21-åriga skytten, som polisen beskriver som paranoid, flydde till fots till butiken, där han ska ha slängt av sig sina kläder efter att han hamnat i slagsmål med en kund.
Bland de skadade finns en 25-årig gravid kvinna vars skadeläge beskrivs som kritiskt samt en 11-årig flicka vars läge uppges vara stabilt.