中国军队的向西运动，引起英国某些人的注意。包罗杰在他的《阿古柏伯克传》中说，总共有五万人的中国军队，经过充分准备后，沿着从兰州到哈密之间贯穿沙漠的长路和不毛之地，向西挺进。关于这个冒险事业的详细情况。《京报》很奇怪地保持了沉默。这是极度保密的，尽管大家都知道西北有军事活动，但其目标和规模都是保密的，“中国军队在没有受到任何严重阻碍的情况下，就在乌鲁木齐城垣不远的地方出现了”。
　　乌鲁木齐的占据者是投靠阿古柏不久的白彦虎。白彦虎原来是陕西回民起义的领袖之一，后逃至新疆哈密。秋季清军攻人哈密回城，白彦虎掳掠哈密回王迈哈默德之母逃到吐鲁番，降伏了阿古柏匪帮。
　　刘锦棠率清军集驻济木萨，离此不远的阜康县的匪军败逃，所以很容易地就占领了阜康县城。白彦虎退至古牧地(今米泉县)，集结兵力，妄图顽抗，以固守乌鲁木齐。
　　自阜康至古牧地有大道和沙漠道两条通道，刘锦棠为了迷惑敌人，明走沙漠，暗袭黄田。白彦虎以为清军进攻古牧地还要费些时日，不料刘锦棠连夜突袭黄田，以迅雷不及掩耳之势从大道扑向古牧地。顷刻间炮声隆隆，杀声震天，清军冒着滚滚硝烟，打开城墙缺口，胜利攻克了古牧地。这次战役歼敌五六千人，毙俘阿古柏浩罕夷兵三四百名，缴获敌人洋枪、大炮，刀矛无数，战马二百多匹。
　　这时，刘锦棠正巧截获到一封乌鲁木齐匪首给古牧地告急求援者的复信，信中说乌鲁木齐的精锐几乎都调去古牧地，现城中防守乏人，南疆之兵不能速至。尔等可守则守，否则退回乌垣，并力固守亦可”。根据这个情报，刘锦棠按照主帅左宗棠“缓进急战”的要求，当机立断，一鼓作气，乘胜发兵，疾驰乌鲁木齐而去。
　　这时乌鲁木齐的守兵，已闻风丧胆，其中有千余骑向南溃逃。刘锦棠决定兵分两路，一路向南追击，一路攻取乌鲁木齐。乌鲁木齐很快被清军占领，包括乌鲁木齐回城、红庙子(汉城)和满城，被一举攻克，守敌白彦虎等早已仓皇逃离乌鲁木齐。 　　　　　　　盘踞在昌古、呼图壁的敌人见大势已去，也纷纷逃跑。惟有玛纳斯的白彦虎残敌负隅顽抗。乌鲁木齐战役，虽然已取得决定性胜利．但最后的成败，还必须由玛纳斯城堡的最后归属来决定。
　　然而，清军遇到了西征以来最顽强的抵抗。清军来势凶猛，古牧地、乌鲁木齐守军猝不及防，在慌乱中溃逃。而玛纳斯最后收纳集结的敌军，则已冷静下来，作了充分固守的准备。果然，玛纳斯成为清军难啃的骨头。清军炮火轰击，步骑兵分路突袭，经过长达两个月的僵持，久攻不下。直至守军粮草断绝，清军才得以破城。
　　1876年11月玛纳斯城光复后，除沙俄仍占领伊犁外，北疆的其余地区已经统归清军占领。乌鲁木齐之战，是左宗棠“缓进急战”战略方针的重要战例和最初胜利。收复乌鲁木齐，有高耸山岭可扼，北高南低，西征大军以泰山压顶之势虎视南疆，对退守南疆白彦虎是巨大的威胁。清军在战略，所占的优势地位，为收复南疆创造了精神和物质上的双重有利条件。
　　正如左宗棠致书刘锦棠所说：“两复坚巢，两下坚城，摧枯拉朽，莫喻其益，军威之盛，近无伦比，拊髀称快，遐迩攸问。数年膻秽之物，今始扫除尽净，并且助逆外夷，亦识大威，此后办理顺易，固有必然。”
　　包罗杰也看到了这一点，他说：“这次进军以如此惊人的隐蔽进行的，而攻击又是如此神速和巧妙，由于这些原因其效果就更加可观了，这是中国和中亚细亚历史上所从来没有过的。”
　　他认为玛纳斯在北疆的最后陷落，成了传遍中亚的一个对敌方带来沉重打击的消息。他还说：“乌鲁木齐和玛纳斯的围攻中，清军已经证明自己绝不是平平常常的战术家；在下一个更为扩大了的进军中，他们将要表现出，他们应当被视作战略家而获得更高的地位。”
　　对此，英国政府应该更有体会，他们已深感不安，仿佛已看到在他们卵翼下的走卒阿古柏不祥的命运。于是，英国从幕后跳到台前，公然为他的儿皇帝阿古柏乞降“立国”。