左宗棠制订了"先北后南""缓进急战"的军事战略，从阿古柏最薄弱的北疆进军，力求速战速决。左宗棠坐镇肃州，西征军虽然有7万多人，但真正投入作战的只有2万多精兵。刘锦棠、金顺分兵两路进入哈密，在乌鲁木齐外围的古牧地激战，阿古柏的帮凶白彦虎、马人得弃乌鲁木齐而逃，西征军攻克复乌城、昌吉、玛纳斯城，左宗棠布置兵分三路进军南疆。
刘锦棠出兵后迅速收复了达坂城和托克逊城，徐占彪与张曜会师后攻克吐鲁番门户七克腾木，阿古柏见大势已去服毒自杀。此时英国使者威胁清政府，海防派也运作朝廷，清政府向左宗棠说明"今乌城、吐鲁番既得，可以休兵"。左宗棠据理力争，强调新疆的战略意义、当前的大好形势，西征军得以继续收复新疆。
