Непрекращающиеся военные столкновения на границе, дискриминационные меры в отношении российских купцов вынуждали правительство Александра II искать выход из этой непростой ситуации. С целью изучения политики, экономики, топографических особенностей, культуры всего обширного среднеазиатского региона в 1858 г. туда были отправлены три миссии: в Хорасан (Иран) и Герат (Афганистан) – экспедиция известного ученого-востоковеда Николая Владимировича Ханыкова, в Хиву и Бухару – посольство полковника Николая Павловича Игнатьева, в Кашгар (Восточный Туркестан) под видом мусульманского купца – поручик Чокан Чингисович Валиханов. Собранные этими столь разными экспедициями сведения о государствах Средней Азии, с которыми у Российской империи не было даже дипломатических отношений, побудили правительство перейти к активным действиям против враждебно настроенных южных соседей.
Самую непримиримую позицию занимал кокандский правитель Худояр-хан, войска которого развернули настоящую необъявленную войну на русской границе. В сентябре 1864 г., не дожидаясь официального разрешения Петербурга (опасавшегося в случае начала регулярных военных действий против азиатских государств открытого разрыва с Англией), командовавший особым Западно-Сибирским отрядом генерал Михаил Григорьевич Черняев, преследуя отступающие отряды противника, вторгся на территорию Кокандского ханства и двинулся на Ташкент, самый большой из городов этого государства, насчитывавший в то время почти 100 тысяч человек населения. И хотя первая попытка овладеть городом не удалась, весной 1865 г., перегруппировав свои силы, генерал Черняев начал новое наступление против кокандских войск. Несмотря на малочисленность своего отряда (около 2 тысяч человек; 12 орудий) Черняев в ночь с 14 на 15 мая штурмовал Ташкент. В городе ему противостояло до 30 тысяч вооруженных защитников, оказавших ожесточенное сопротивление русским войскам. Лишь 17 мая 1865 г., потеряв всего 25 человек убитыми, штурмовые колонны Черняева овладели Ташкентом, а 24 мая, также почти без потерь, – другим кокандским городом Ходжентом. Под нажимом Англии, протестовавшей против действий Черняева, Александр II вынужден был уволить его со службы, но присоединил всю занятую русскими войсками часть Кокандского ханства к своей империи.
Победами России поспешил воспользоваться бухарский эмир Музаффар. Осенью 1865 г. его войска захватили Коканд. Генерал-губернатор вновь образованной Туркестанской губернии Константин Петрович Кауфман попытался нормализовать отношения с бухарцами и в 1867 г. предложил эмиру прекратить военные действия и заключить мирное соглашение. Однако правитель Бухары отверг все предложения Кауфмана и объявил «газават» («священную войну») России. В мае 1868 г. русские войска начали наступление на Самарканд, 14 мая разбили 40-тысячную бухарскую армию на высоте Чупан-ата (на берегу р. Зеравшан), а 2 июля одержали победу в сражении на Зерабулакских высотах. В конце июня 1868 г. эмир Музаффар вынужден был заключить с генералом Кауфманом договор, по которому признавал над собой протекторат Российской империи, уступал город Самарканд с прилегающими к нему бекствами и обязался выплатить 500 тыс. рублей контрибуции. Однако за эмиром Бухары (также как ранее и за кокандским ханом) было сохранено право внутренней автономии.
Следующим этапом завоевания Средней Азии стало утверждение России в районе основанного в 1869 г. города Красноводска (на восточном побережье Каспийского моря, на землях, населенных туркменами), а также наступление 1873 г. на Хивинское ханство. Весной этого года из Ташкента, Оренбурга, Мангышлака и Красноводска выступили отдельные русские отряды численностью 12 тыс. человек, при 56 орудиях. Общее руководство операцией осуществлял генерал К.П. Кауфман. Встретившись у стен Хивы, русские отряды в боях 27–28 мая 1873 г. сломили слабое сопротивление обороняющихся и вынудили их капитулировать. По