作者：左宗棠
左宗棠命西征军前锋军驻守哈密，屯田积谷，建立三条运输军粮的路线，占据济木萨
在战术上，左宗棠分析：“俄虽国大兵强，难与角力，然苟相安无事，固以度外置之。至理喻势禁皆穷，自有不得已而用兵之日，如果整齐队伍，严明纪律，精求枪炮，统以能将，岂必不能转弱为强，至此劳师袭远之寇乎？”因此，“不在先索伊犁，而在急取乌鲁木齐。”左宗棠事先命西征军前锋部队统帅张曜，驻军哈密兴修水利、屯田积谷。光绪二年（1876年）一年就收获粮食五千一百六十余石，基本上可以解决该部半年军粮所需。为运输军粮，左宗棠又建立了三条路线：一是从甘肃河西采购军粮，出嘉峪关，过玉门，运至新疆的哈密，二是由包头、归化经蒙古草原运至新疆巴里坤或古城（今奇台），三是从宁夏经蒙古草原运至巴里坤。
到同年四月出兵时，左宗棠指挥的西征军有刘锦棠所部湘军25个营，张曜所部嵩武军14个营和徐占彪所部蜀军5个营，包括原在新疆各个据点的清军，共有马、步、炮军一百五十余营，兵力总数近八万人。但真正开往前线作战的只有五十余营，二万多人。
因行军其间要经过著名的莫贺延碛大沙漠，流沙数百里。粮草可以马驮车载，长途运输，“惟水泉缺乏，虽多方疏浚，不能供千人百骑一日之需，非分期续进不可”。大部队行军遇到的最大问题，是人畜饮水难以解决，所以只有分批分期地行进。左宗棠坐镇肃州，命刘锦棠、金顺分兵两路，先后率师出关。他把大军分作千人一队，隔日进发一队，刘锦棠走北路，金顺走南路，到哈密会齐。 刘锦棠率领西征军主力自肃州入新，至哈密行程约1700里，很顺利地进入哈密。部队各营到达哈密后，把从肃州等地陆续运往哈密的军粮再辗转搬运，翻过东天山九曲险道，分运至巴里坤和古城（今奇台）。很快，刘锦棠的前锋部队，已占据了距离乌鲁木齐只有不足三百里的济木萨（今吉木萨尔县）。
两军会合，平息阿古柏之乱，收复除伊犁之外的新疆领土，建立“甘肃织呢总局”
五月，两路会合。九月，首先攻下乌鲁木齐。阿古柏部队二号首领白彦虎逃到托克逊。又攻克玛纳斯城，从而北路荡平。接着集结兵力转攻南路。光绪三年（1877年）三月，又先后收复达板城和托克逊城。阿古柏逃往焉耆，留下他的小儿子驻守库尔勒为其垫后。不久，左宗棠军又收复吐鲁番，阿古柏一看通往南路的门户打开，自知大势已去，乃服毒自杀（一说被毒杀）。阿古柏的长子胡里为争权夺位杀死其弟，率领残部逃往喀什。白彦虎率领余众逃窜到开都河一带。这时，李鸿章等海防派，又运作朝廷，发出敕令：“廷臣聚议，西征耗费巨款，今乌城、吐鲁番既得，可以休兵。”左宗棠看罢大不以为然，于是又上疏抗旨，据理力争。慈禧太后看罢他的奏章，被说服，于是才继续新疆收复战。
此时，沙俄又和土耳其发生战争，金顺建议乘虚袭取被沙俄霸占的伊犁。左宗棠认为师出无名，反遭其谤，留下不打。同年八月，大军从正道向西挺进，先收复南疆东四城：焉耆、库车、阿克苏、乌什；接着收复西四城：喀什、英吉沙、叶尔羌与和田。阿古柏的长子胡里与白彦虎逃往俄国。至此，这场由英、俄两国支持的阿古柏之乱乃告平息。见此情景，住在山中的布鲁特（今柯尔克孜族）十四个部落，也争相内附。
仅一年多时间，左宗棠就指挥西征军，攻克了被外寇侵占的南疆八城，收复了除伊犁以外的新疆领土。事毕，左宗棠上表申奏朝廷，光绪帝和慈禧太后嘉其功，诏封二等侯爵。新疆各地也于大小村镇建立左公祠，烧香礼拜。
新疆收复后，上海“泰来洋行”的德国技师福克曾在哈密与左宗棠会面，观看了部队的演练，见湘军纪律严明，操练得法，军火枪炮也不落后，于是说：“清军若与俄国交战于伊犁，必获全胜。” 左宗棠同时又建“甘肃织呢总局”（亦称“兰州机器织呢局”），这是中国第一个机器纺织厂。