Решение о походе на Хиву было окончательно принято в декабре 1872 года. В Петербурге собралось Особое совещание руководителей центральных ведомств с участием начальников Туркестанского и Оренбургского краев, наместника Кавказа и самого Александра II. Великий князь Михаил Николаевич, наместник Кавказа, тогда предложил отправить экспедицию с восточного берега Каспия. Это и ближе, и дешевле, чем из Оренбурга и Ташкента. С мнением сына Николая I согласились. Он на самом деле пользовался уважением в армии. Боевое крещение получил в Крымскую войну, куда его отправил отец, русский император, со словами: «Если есть опасность, то не моим детям избегать ее!» И он на самом деле воевал, а не сидел в штабе. За бой у Инкерманских высот Великий князь Михаил был награжден орденом Святого Георгия 4-й степени. Дальше вся его жизнь была связана с военной службой, именно по его инициативе стали собирать и издавать «Кавказский сборник» — тома воспоминаний и документов о действиях русской армии на Кавказе и подвигах отдельных солдат и офицеров.
Азиатские генерал-губернаторы с планом похода от Каспия согласились, но добавили, что кавказские отряды не имели походов в пустыне. В итоге решили наступать с трех сторон. 12 декабря 1872 года Александр утвердил план Хивинской экспедиции, командующим назначил генерала Кауфмана, как рассказывают, со словами: «Возьми мне Хиву, Константин Петрович».
Кавказский отряд должен был идти на Хиву с запада, Оренбургский — с севера, Туркестанский — с востока. Маршрут похода проходил в основном по пустыням, и оренбургскому отряду нужно было преодолеть 1400 километров, кавказскому — более 800, туркестанскому — более 1000. К 1 мая 1873 года все три отряда должны были подойти к стенам Хивы.
К началу похода силы отрядов выглядели так: туркестанский насчитывал 5300 человек, оренбургский — 3500, кавказский — 4300 человек. Для передвижения были собраны 20 тысяч верблюдов, 4600 лошадей, из тяжелого оружия в отрядах было 56 орудий и 26 ракетных станков. Для переброски войск по воде использовалась Аральская флотилия из двух пароходов.
Перед походом генералы на совещаниях детально проанализировали все ошибки предшественников. В частности, поход Перовского. Русские генералы внимательно изучили опыт действий англичан в Афганистане и Индии, а также французов в Египте и Алжире. Было по пунктам разобрано — где и в чем они ошиблись, что сделали правильно и как вели боевые действия. Русским генералам, исходя из опыта боев с кокандцами и бухарцами, было понятно, что главным их врагом станет не хивинское войско, а пустыня. И в этот раз к походу готовились основательно. Например, оренбургский отряд по всему маршруту заготовил казахские юрты, провиант, сено и топливо, в войска передали комплекты как летнего, так и зимнего обмундирования. В итоге солдаты прошли по степи менее чем за месяц больше 1000 километров.
Туркестанский отряд подготовился не менее основательно. Там, в частности, организовали и походный лазарет — 14 врачей, 29 фельдшеров. Для перевозки больных подготовили специальные носилки. Кауфман лично распорядился составить инструкцию для офицеров о правилах поведения в походе, где были такие пункты: