Выступив 22 мая 1864 г. из форта Перовский, небольшой отряд Верёвкина (5 рот пехоты, 2 сотни казаков, сотня казахов-милиционеров, 10 артиллерийских орудий и 6 мортир) следуя вверх, по реке Сыр-Дарья, через две недели достиг принадлежавшего Кокандскому ханству города и крепости Туркестан. Бек (правитель) отверг требование о капитуляции, но, не надеясь на успех обороны, вскоре покинул город на произвол судьбы. И тут произошло неожиданное: жители Туркестана оказали русским войскам упорное сопротивление. Бои шли три дня, и только 12 июня крепость была взята. За эту победу Н.А. Верёвкина произвели в генерал-майоры и наградили орденом Святого Георгия 4 степени. Однако идти со своим небольшим отрядом на густонаселенный Ташкент, обнесенный 20-километровой крепостной стеной, Верёвкин не решился и занялся укреплением власти на завоеванных территориях.
Располагавший более крупный отрядом (8,5 рот, 1,5 сотни казаков, 12 орудий ( всего 1,5 тыс. регулярных войск и 400 чел. казахской милиции) М.Г. Черняев занял 4 июня 1864 г. Аулиэ-Ата укрепление, расположенное на левом берегу р. Талас по дороге из Верного в Ташкент. 27 сентября он овладел крупным городом Чимкентом и с ходу атаковал Ташкент. Однако осада и штурм 2-4 октября главного среднеазиатского города окончились неудачей, и 7 октября Черняев вернулся в Чимкент. Ташкентская неудача несколько охладила "горячие головы" в Петербурге. Тем не менее, итоги кампании 1864 г. были признаны для России удачными.
В начале 1865 г. принято решение увеличить численность русских войск в Средней Азии и образовать на завоеванных территориях Туркестанскую область. Начальнику области поручалось отделить от Кокандского ханства Ташкент и образовать там особое владение под российским протекторатом. Выполнять эту задачу пришлось М.Г. Черняеву, произведенному за его успехи в генерал-майоры и назначенному Туркестанским военным губернатором.
В конце мая 1865 г. Черняев с отрядом в 9,5 рот пехоты при 12 орудиях вновь двинулся к Ташкенту и 7 июня занял позицию в 8 верстах от города. Кокандский хан направил на выручку осажденным 6-тысячное войско при 40 орудиях. 9 июня под стенами города произошел встречный бой, в котором кокандцы, несмотря на численный перевес, потерпели полное поражение, а их предводитель Алимкула был смертельно ранен. Перепуганные ташкентцы запросили помощи у эмира Бухары. 10 июня небольшой отряд бухарских войск вступил в город. Не имея сил и времени на блокаду или длительную осаду, Михаил Григорьевич Черняев решил взять Ташкент приступом. Артиллерийские орудия проделали брешь в стене и 14 июня 1865 г. в результате решительного штурма город пал. 17 июня почетные жители Ташкента явились к новоиспеченному военному губернатору с изъявлением покорности и готовности принять подданство России.
В начале 1866 г. бухарский эмир Сеид Музаффар, заручившись поддержкой кокандского правителя Худояр-хана, которому он помог захватить престол, потребовал от России очистить Ташкент ( столицу Туркестана. Переговоры между сторонами ни к чему не привели. Начались боевые действия, в которых успех был вновь на стороне русских. 8 мая 1866 г. бухарская армия терпит жестокое поражение при урочище Ирджар.
24 мая "по горячим следам" отряд генерал-майора Д.И. Романовского (14 рот, 5 сотен казаков, 20 орудий и 8 ракетных станков) берет штурмом расположенный на берегу р. Сыр-Дарьи сильно укрепленный город Ходжент ( узел дорог на Ташкент, Коканд, Балх и Бухару. В результате развернутого русскими войсками наступления осенью 1866 г. пали еще две мощные бухарские крепости: 2 октября ( Ура-Тюбе и 18 октября ( Джизак. Джизакский и Ходжентский округа были присоединены к России. (1)
1867-й год прошел сравнительно спокойно, если не считать двух столкновений Джизакского отряда полковника А.К. Абрамова с бухарцами 7 июня и в начале июля близ укрепления Яны-Курган, по дороге из Джизака в Самарканд. Обе стороны готовились к решающей схватке. К весне 1868 г. российские войска в Туркестане насчитывали 11 батальонов, 21 сотню Оренбургского и Уральского казачьих войск, роту сапер и 177 артиллерийских орудий, ( всего около 250 офицеров и 10,5 тыс. солдат, унтер-офицеров и казаков. Постоянная армия Бухарского эмирата состояла из 12 батальонов, от 20 до 30 сотен кавалерии и 150 орудий, ( всего около 15 тыс. человек. Кроме регулярных войск в военное время собиралось многочисленное ополчение из вооруженных жителей.
В начале апреля 1868 г. эмир Сеид Музаффар провозгласил "газават" против русских. В случае удачи он рассчитывал на помощь турецкого султана, правителей Кашгарии, Коканда, Афганистана, Хивы и администрации Британской Индии. Однако антироссийская коалиция сразу же стала распадаться. Среднеазиатские правители заняли выжидательную позицию. Отряд афганских наемников Искандер-Ахмет-хана, не получив к установленному сроку жалования, покинул крепость Нурат и перешел на сторону русских.