左宗棠规复新疆，预定第一步为平定天山北路，第二步为平定天山南路。而其间又有一过渡工作，则为平定吐鲁番。吐鲁番在天山之南，与山北古城对峙，为进入南路门户，而别成一部。包括六城，曰吐鲁番，曰辟展，曰鲁克沁，曰七克腾木，曰托克逊，曰哈拉和卓。当克复乌鲁木齐后，原应即接攻吐鲁番，惟因玛纳斯南城之役，耽延至两个月之久，最后收复，已在光绪二年(1876)十月。值大雪封山，冰凌凝结，不便行军，故其师期预定于三年(1877)三月，积雪春融之时。在此五六个月中，敌我双方，各有一番布置。注417
吐鲁番于新疆之变乱中，先为东四城之黄和军所占，嗣为妥明所并。及妥明为阿古柏所收，转为阿古柏所有，阿古柏命其次子所谓小帕夏者海古拉守之。吐鲁番有满汉两城。海古拉居满城，日役万夫，兴建王府，雄阔坚固，足资踞守。初，阿古柏闻乌鲁木齐等城俱失，急遣骑收各部众，入踞达坂城。而自至托克逊，添筑两坚城为犄角，守以悍党，俾拒乌鲁木齐官军。别遣马人得至吐鲁番助守，以拒哈密官军。及见官军不遽进，移达坂新城两山间，高厚坚整，迥殊常度，遣其大通哈爱伊德尔呼里，率重兵拒守。大通哈者，安集延语，意即大总管也。召回海古拉，使守托克逊，更遣白彦虎助马人得守吐鲁番。而阿古柏自拥大众，居喀喇沙尔策应。达坂城扼天山之口，在乌鲁木齐南二百里，形势险要，有黑虎城之称，是为阿古柏对乌鲁木齐之第一道防线。托克逊亦为由乌鲁木齐进南路总要隘口，形势最胜，南距喀喇沙尔八百四十里，则为第二道防线。吐鲁番成为阿古柏对哈密之防线，而于吐鲁番后辟展，七克腾木等城，同时加筑防御工事。注418
宗棠进规吐鲁番之兵，定为三路：西路为刘锦棠之老湘军，由乌鲁木齐而东；东路为张曜之嵩武军，由哈密而西；北路为徐占彪之蜀军，由巴里坤与古城间而南。张曜先经瞭墩，占彪先经穆家沟，两军会师盐池，然后再同向七克腾木、辟展进。锦棠先经柴窝，向达坂城、托克逊进，然后三军会师吐鲁番。锦棠之后路，自古城以西，经济木萨、三台、滋泥泉、阜康而达古牧地，相距五百里，以锡纶马步五营扼之。徐占彪所遗巴里坤防所，以楚军三营，甘军一营填之。张曜所遗哈密防务，即由哈密办事大臣所部就近料理。张曜过七克腾木后，移豫军八百驻七克腾木，护运道。注419乌鲁木齐克复后，分窜山中之余寇，先已由宗棠传令各军严密搜捕。搜过，纵火烧山，杜寇零星伏匿。为增厚实力计，宗棠于锦棠加拨马队三营，张曜、占彪各一营，又各加拨大小后膛炮若干。注420而为确保迅速获致胜利，宗棠更指陈未来之军事大势：
……南路自乾隆二十四年(1759)平定后，建城凡八，曰喀什噶尔，曰英吉沙尔，曰叶尔羌，曰和阗，曰阿克苏，曰乌什，曰库车，曰喀喇沙尔，世呼为南八城。……由吐鲁番而西，历喀喇沙尔、库车、阿克苏、叶尔羌、英吉沙尔，以抵喀什噶尔，计四十九台，为程四千一百余里，较之乌鲁木齐至伊犁一千三百余里，程途远逾三倍，兹拟以刘锦棠……张曜、徐占彪……规南路，马步合共四十余营，兵力不为不厚。然大军前进，不特后路根本之地，兵力宜增，即饷粮军火，均宜层叠设局，以便取用，是监护不可无军也。前敌攻克城堡，必须留营驻守，以资抚辑，是留后不可无军也。师行日远，留防之兵日增，进战之兵日减，势有固然。况转战数千里，士卒之伤亡病疾，又在所不免，额数日缺，则士气易堕。历观军兴以来始，称精军者，末路或难复振，半由乎此。
又查南路地势，东南长而西北狭。由吐鲁番、达坂城，西至阿克苏，尚可一路随行，无取分道并进。一至阿克苏，则局势宽阔，中路一千四百里抵叶尔羌，又三百六十里抵英吉沙尔，又二百里抵喀什噶尔。而阿克苏之北，切近伊犁，叶尔羌之东南，又遥与和阗相接，均须分派大支部队，扼其总要，然后直捣中坚，可以迅图蒇役。
道光年间，张格尔之变，仅踞南路西四城，故长龄、杨遇春兵由乌鲁木齐、托克逊以进。其时长清先扼阿克苏凭河击退逆众，扼守阿克苏，然后东西路无敢蠢动。而长龄、杨遇春乃得据无贼之地以击贼，饷丰运速，卒成底定之功。
此次兵由乌鲁木齐，局势依然。而吐鲁番、达坂城、托克逊，皆为贼踞，前途二千余里，皆为贼守，其致力难易，固已判然。而饷之绌，兵之少，又不如当时远甚。与其徘徊中道，始请济师，正恐旷日需时，事有不可测者，臣因此踌躇再四，实不得不预拟增兵。……
于是宗棠请调驻防包头之金运昌所部卓胜军马步五千有奇，迅速开拔西来，归锦棠调遣，庶中路之军，得此后劲，可以壹意驰驱，而将来克复各城，有移驻之军，更番叠进，前敌兵力常足，免滞戎机，遇有必须分支防剿之时，亦可不虞竭蹶。注421
同时，清廷对于新疆将帅，亦略有更调，伊犁将军荣全内召，以乌鲁木齐都统金顺补授伊犁将军，其乌鲁木齐都统，以前两广总督英翰补授。注422
光绪三年(1877)三月，进攻吐鲁番之战发动。因由巴里坤往吐鲁番，为程七百余里，由哈密往，一千余里，由乌鲁木齐往，四百余里，故师期由宗棠授权锦棠，自与张徐两军约定，庶彼此进止合度，不致先后参差，协力并规，得期周密。于是：
锦棠一军于初一日出发，初七日收复达坂城，十二日分军赴吐鲁番，十三日收复托克逊城。
张曜、占彪二军于初一日出发(张曜军一部分，先已开屯盐池)，初七日收复七克腾木，初九日收复辟展，十二日收复连木沁台、胜金台、鲁克沁、哈拉和卓。
锦棠、张曜、占彪三军于十三日收复吐鲁番城。
竟能戎机迅顺。毫无脱节。注423
达坂之役，守寇以官军久屯乌鲁木齐，毫无动静，懈不戒备，仅引近城一带草湖水卫城，泥深及马腹。官军夤夜掠过深淖，毕集城下。群回方高卧，无一人知者，乃列圆阵相联缀。天明雾收，寇于城上瞥见官军，始发枪炮射击，自卯至午不绝，顾终未出城搏战。于是官军一面筑壕垒断其外援，一面建炮台备轰。会城中缠回有潜出投降者相告，敌以待援不至，正谋他窜，遂举开花大炮，猛击城中炮台，城垣相继塌坏。一炮适中火药房，轰然一声，血肉横飞。敌争出东门奔，官军四面蹙之，使不得出，命能缚异服献者赏，于是爱伊德尔呼里以下悉就逮，共击毙一千数百人，生擒一千二百九十余人，又收精利炮械约一千件，马约八百匹。爱伊德尔呼里等代阿古柏乞款，愿缚白彦虎，并献南八城赎罪，锦棠姑听其招书致之。注424
托克逊之役，锦棠军行抵小草湖。据缠回报，阿古柏闻达坂已失，大小头目无一幸免，惊惧不已，急图逃窜。白彦虎则嘱其死党四出，抢掠人畜，焚烧村堡，裹胁缠回，随同奔窜，泣求大军速援。并谓大军所遣免死回目驰归宣布官军威德，回众无复疑惧，俱延颈以待官军。锦棠立饬将士速进，抵近城十余里间，了见前面火光四起，隐隐闻枪炮声，知贼正围攻庄堡也，更急进。忽马步贼队从路旁空庄冲出，将官军包围，势殊猖獗。于是角战开始，官军纵横冲杀，转战至城边，号鼓齐鸣，杀声震天。贼众惊溃，举火自焚存粮、火药，弃城而逃。官军紧追，枪炮止，刀矛接，追三十余里。据生擒贼供，海古拉、白彦虎已先一日各带随身贼骑，护其辎重，仓皇西窜，留悍贼二千余，并本地及从各地裹来回众缀官军。
吐鲁番之役，张曜、占彪两军先行，至西距城十余里地方，守卡贼并东路败窜之贼，列阵抗拒。两军分左右进，步队大呼突阵，枪矛并举，贼殊死斗，乃麾马队分两旁抄袭，贼阵始乱，纷纷溃窜。两军紧追至城边，城贼倾巢出拒，东路败贼，复回戈搏斗。正酣战间，锦棠所遣罗长佑等马步六营，尽一日夜，奔驰二百余里之急行军，适自北路驰至，贼益骇愕，不知所为。三军合势夹攻，毙敌无算，败贼向西狂奔，各军紧追数十里，始还收满汉两城。悉获安延集人所储军粮数千石，火药约三十余万斤。白彦虎早已窜走，马人得率缠回万余人迎降，受之。注425
宗棠综括以上之战绩曰：
……此次大军约期三道并进，两旬之间，攻拔各要隘，叠复各城池。将领士卒，持满而发，奸夷逆贼，应弦而下，斩擒以万计，受降以数万计。……
洵为奇捷，亦为全捷，决非虚饰。注426
自大军之西，纪律严明，逃贼而来，及被贼裹胁者，锦棠等悉心抚恤，前后送归乌鲁木齐者，二千七八百口，送归哈密者，二千五六百口，皆给牛籽，俾各安生业。并设吐鲁番善后局，对于土回，专办抚辑，加意拊循。注427人心益归附。
阿古柏虽失乌鲁木齐诸城，犹复坚据达坂、托克逊、吐鲁番各城隘，遏大兵南下之锋，为三窟深藏之计。乃官军锐进，势不可当，而达坂之克，使无一人一骑得还，阿古柏尤为胆落。比爱伊德尔呼里等劝其缚送白彦虎。献回南八城自赎，而阿古柏闻败震惧，不能制白彦虎。又平时恃其诈力，虐遇缠回，攫其资财，掠其男女，靡恶不为，缠回怨毒已深，群思报复。阿古柏日夜忧泣，南走库尔勒，于四月间，饮药自毙。其次子海古拉，举资财军实，悉畀白彦虎，使继守库尔勒，而将阿古柏尸，浸水三日，取出用香牛皮包裹，携以西窜。行至中道，为阿古柏长子伯克胡里所戕。注428
于是吐鲁番全境悉定，南八城门户洞开，俟新秋采运粮足，再鼓行而西。