Вскоре после этого на специально созданную должность «генерал-губернатора Туркестана» в Ташкенте был назначен опытный генерал Константин Кауфман. Свободные дни ханств были сочтены, несмотря на все клятвы русских в том, что у них нет никаких планов завоевания новых территорий.
Через три года после присоединения Ташкента русским наконец представилась долгожданная возможность. С целью подтолкнуть русских покинуть Туркестан, бухарский эмир совершил довольно безрассудный поступок, собрав свои войска в находившемся за пределами его эмирата Самарканде.
Генерал Кауфман незамедлительно направил против него 3500 человек – это было все, что он мог себе позволить на тот момент. К великому удивлению русских, раздираемая внутренними склоками армия эмира сдалась буквально за один день. Все это привело к тому, что 2 мая 1868 г. жемчужина Средней Азии, Самарканд, стал частью Российской империи. Вскоре после этого пала Бухара. И хотя эмир продолжал оставаться на своем престоле, ему пришлось признать вассальную зависимость от России.
В следующем, 1869 г. русские приступили к тайному строительству крепости на Каспийском море. Научившись на своих ошибках 1717 и 1840 гг., они поняли, что для присоединения расположенной к западу Хивы, они нуждаются в базах с более стратегическим месторасположением, чем Оренбург. Форт получил название Красноводск. В 1873 г., через пять лет после завоевания Ташкента, генерал Кауфман выступил против Хивы с армией в составе 13 000 человек. Поняв, что у него нет никаких шансов противостоять современно оснащенной армии русских, 28 мая 1873 г. хан обратился в бегство. Таким образом, мятежное в прошлом Хивинское ханство стало частью Российской империи практически без кровопролития.
Спустя два года, летом 1875 г., жители Коканда подняли восстание против русских, и Кауфман использовал этот предлог для покорения последних из оставшихся городов плодородной Ферганской долины. В марте 1876 г. Кокандское ханство было официально распущено и включено в состав российского Туркестана.
Всего за десять лет русским удалось завоевать три главных ханства Центральной Азии общей площадью, равной половине территории Соединенных Штатов. Однако оставалась еще проблема диких туркменских племен, которые, согласно записке князя Горчакова, были причиной, вынуждавшей русских проникать все дальше и дальше на территорию Центральной Азии.
В 1879 г. русские попытались напасть на туркменскую крепость Геок-Тепе, одну из главных форпостов туркменских племен. В последние годы они воевали против плохо организованной ханской армии и поэтому оказались не готовы к туркменскому искусству ведения боя. Обращенным в бегство разъяренными туркменами русским солдатам едва удалось унести ноги. Битва при Геок-Тепе стала наибольшим поражением, которое претерпела русская армия в Центральной Азии с 1717 года.
24 июня 1881 г. строительство туннеля было завершено, и под крепостной стеной было укрыто две тонны взрывчатки. В результате мощного взрыва погибли сотни туркменов. Использовав замешательство, русские солдаты тут же начали штурм крепости. Туркмены быстро сообразили, что битва проиграна, и пустились в бегство, преследуемые русскими верхом на лошадях. Скобелев позволил своим солдатам грабить, насиловать и убивать в течение трех дней подряд. Солдаты лишили жизни всех, кого могли отыскать, не жалея стариков и детей. В общей сложности было убито 8 тысяч беглецов, и это помимо 6500 человек, уничтоженных в самой крепости.
Со стороны русских потери составили всего 268 человек.