15 апреля авиагруппа (6 самолетов) САВО подвергла бомбо-штурмовому удару приграничный гарнизон афганских войск. Это было сделано с целью обеспечения беспрепятственного прохода советско-афганского отряда на территорию Афганистана. В тот же день в ходе проведения успешной операции был занят г. Келиф, а 22 апреля – г. Мазари-Шариф. Таким образом, создан плацдарм для дальнейшего наступления на Кабул. Однако, в связи с открытой враждебностью со стороны местных племен, подчиненные Примакова оказались полностью блокированы в захваченном городе. Для оказания помощи осажденному советско-афганскому подразделению по воздуху в Мазари-Шариф из Союза 26 апреля доставили 10 пулеметов и 200 снарядов к орудиям.
5 мая 1929 г. через границу в направлении этого административного центра переправился отряд Зелим-хана (командира 8-й кавбригады И.Е. Петрова (будущего генерала армии, Героя Советского Союза); 400 человек, 6 орудий, 8 пулеметов). Одновременно поддержку с воздуха осажденному отряду Примакова оказали летчики САВО, которые нанесли бомбо-штурмовые удары по крупным скоплениям живой силы противника. Через день отряд И.Е. Петрова подошел к городу и, вместе с осажденным в нем подразделением Примакова, сумел разгромить и отбросить регулярные афганские войска от Мазари-Шарифа. Следующей целью наступления стала крепость Дейдади, подвергнутая одновременно бомбардировкам с воздуха и артиллерийскому обстрелу. 8 мая гарнизон покинул крепость, оставив победителям богатые трофеи (50 орудий, 20 пулеметов, большое количество стрелкового оружия и боеприпасов). Вскоре объединенный отряд (81-й кавалерийский и 1-й горнострелковый полки, 7-й конный горный артиллерийский дивизион, афганское ополчение) занял города Балх и Ташкурган, развернув наступление на Кабул. Из провинции Кандагар к афганской столице двигались войска (до 14 тыс. человек), верные Аманулла-хану.
Тем временем против ограниченного контингента советско-афганских войск (отряда) по указанию военного министра в правительстве нового эмира Афганистана Сеида Хусейна была брошена лучшая афганская дивизия. 23 мая она внезапным ударом овладела г. Ташкурганом, перерезав пути снабжения объединенного отряда. С 18 мая во главе его был поставлен помощник командира стрелковой дивизии А.П. Черепанов (Али Авзаль-хан, будущий генерал-лейтенант). Для обеспечения воздушной поддержки действий отряда авиация САВО нанесла бомбовые удары по военным объектам в городах Ханабаде, Андарбе, Таликане и Хазрати-Имаме477.
25 мая после предварительной артиллерийской подготовки и воздушной бомбардировки началась операция по возвращению контроля над Ташкурганом советско-афганскими войсками. В ходе ожесточенных боев им удалось вновь овладеть городом (город трижды переходил из рук в руки), понеся большие потери в живой силе и вооружении (убито – 84 человека, ранено – 147 человек). В ходе этих боев были израсходованы почти все снаряды, более половины орудий и пулеметов вышли из строя. К этому времени сторонники Аманулла-хана потерпели сокрушительное поражение на юге страны.
Видя бесперспективность дальнейшего нахождения советских войск в Афганистане, 28 мая 1929 г. командование Среднеазиатского военного округа отдало приказ об их выводе на территорию СССР.
Несмотря на фактический провал весенней операции, в штабе САВО продолжалась разработка планов борьбы с Хабибулла-ханом. Один из них предусматривал возвращение к власти экс-эмира при сохранении независимости Афганистана, другой – создание на севере страны марионеточной «народной республики» с дальнейшим ее присоединением к Советскому Союзу. Однако этим планом не суждено было сбыться.
Позднее 302 участника операции были награждены правительственными наградами (в том числе 18 военных летчиков;
Летом 1930 г. части Среднеазиатского военного округа силами сводной кавалерийской бригады (командир ЯА. Мелькумов/А.А. Мелкумян) вновь вошли на короткое время в северные провинции Афганистана вглубь на 50–70 км с целью уничтожения баз басмачей, продолжавших периодически проникать на советскую территорию. В результате операции были уничтожены несколько крупных их отрядов под предводительством Ибрагим-бека, а также части регулярной афганской армии, пытавшиеся оказать сопротивление. Через неделю советские войска, истратив все боезапасы, вернулись обратно.