Разогнав конной артиллерией бухарскую конницу на флангах, красные быстро выбили противника и захватили орудия. 1-я бригада дивизии была брошена к Яр-тепе, 2-я бригада – на Яккабаг, Лянгар, 3-я уже заняла Чиракчи. К исходу дня дивизия окончательно овладела Китабом и Шахрисябсом, разгромив группу бека. Дивизия захватила много обмундирования, сапог английского образца и продовольствия.
Каганская группа к утру 4 августа сосредоточилась возле города. Так как окружить его было трудно, Бухару решено было взять штурмом, для чего группу поделили на две колонны. Главный удар намечалось нанести левой колонной в направлении ворот Шах-Джалял и Каракульских. Правая колонна вела демонстративное наступление. К 4 часам 29 августа правая колонна – 12-й полк, две бронемашины 53-го бронеотряда, бронепоезд № 28 с десантным отрядом и взвод 1-й тяжелой батареи лит. «Е» – заняли положение северо-западнее Новой Бухары; по направлению на Багуэт-дин действовал боковой отряд в составе 10-го и 1-го кавполка. Левая колонна высадилась в районе кишлака Мангыт и разрушенной казармы (14 км западнее Нов. Бухара). Между кишлаками Каржик и Мангыт развертывался отдельный отряд особого назначения при командующем Туркфронта в составе отдельного стрелкового полка, отдельного кавполка, отдельного артдивизиона и 1-го Восточно-мусульманского полка. Особый отряд должен был войти в город через Каракульские, Шах-Джалялские и Намазринские ворота. 1-й Восточно-мусульманский полк должен был атаковать через Каракульские ворота – слева его поддерживал кавэскадрон. Дворец и минарет эмира обстреливали легкой артиллерией.
Операция началась успешно. К 7:30 утра был занят ряд кишлаков, ошеломленные бухарцы бежали. Около 10 часов утра передовые части красных вошли в крепость через Шах-Джалялские ворота, но их обстреляли из мечетей и домов. В это время против левого фланга Восточно-мусульманского полка из крепости стали выходить толпы мулл и учеников медресе, размахивая белыми платками, прикрывая афганцев. Атакованный ими полк отступил – за ними бросился Афганский кавполк. Бухарская конница зашла в тыл батальона 1-го полка, который был вынужден отступить. Мелкие кавалерийские части бухарцев, находившиеся в тылу, увидев это, ускакали, оставив на месте свою пушку. Одновременно 2-й батальон оторвался от других частей и вышел к станции Бухара восточнее крепости. Ошеломленные бухарцы откатились к Каршинским воротам. Отогнанная афганская кавалерия, видимо, вынуждена была, пользуясь зарослями, направиться к воротам Шах-Джалял, но в районе мечети Намазра наткнулась на 1-й батальон.
Отступление Восточно-мусульманского полка поставило под угрозу фланги. Лишь совместными действиями частей резерва – двух эскадронов, 3-го батальона и артдивизиона – контратака была отбита. При этом было установлено, что у эмирских войск имеется оружие английских образцов (орудия и пулеметы). Восточно-мусульманский полк был оставлен в резерве, а 1-й и 2-й батальоны отдельного полка, отразив противника, оттянуты на линию кишлаков Таш Мечеть и Магале-Миран.
В тот же день 29 августа в 4 час. 30 мин. утра правая колонна перешла в наступление при поддержке взвода тяжелой батареи. Бухарцы отступили к крепости Старый Каган, обнесенной глинобитной стеной с бойницами до полутора метров толщины и до 3 м высоты. После двухчасового боя они отошли к большим арыкам с валами юго-восточнее Ширбудуна. В 3 км от Старого Кагана был небольшой песчаный гребень, преграждающий ровное поле. Это была удобная позиция, и эмирские артиллеристы успели хорошо пристреляться. 12-й полк после неудачного броска отправил часть группы вправо. Перекрестным огнем полка, поддержанного артиллерией, бухарцы были выбиты. К этому времени 10-й полк в боковом отряде вышел на линию правой колонны. Началось быстрое взятие кишлаков. Положение бухарцев было незавидным – по воспоминаниям, в городе была паника, эмир с кази-каляном не показывались на улицу, а военачальники боялись показаться под огнем. Самый надежный Турецкий полк к вечеру 29-го… разошелся, не получив боеприпасов и продовольствия{3}.
Ночь прошла спокойно, и штурм продолжился на рассвете. 1-й Восточно-мусульманский полк был передан командиру отдельного стрелкового полка. В полдень при поддержки с флангов конницы и артиллерии красные подошли к крепости. Однако бухарцы метким огнем ожесточенно отбивали их от ворот, время от времени совершая вылазки. Бои продлились до самой ночи.