再去收复新疆之前，左宗棠大人就把自己的军队的一些枪械器具都好好的改善了一下。一方面由在上海的采运局委员胡光墉采办并转运西北，另一方面也通过在陕甘的就地生产加以补给。左宗棠先后创办西安机器局和兰州制造局（亦称“甘肃制造局”），为西征军修造枪炮。为了对付阿古柏军的洋枪洋炮，并由广州、浙江调来专家和熟练工人，在兰州造出大量武器，还仿造了德国的螺丝炮和后膛七响枪，改造了中国的劈山炮和广东无壳抬枪。这也可能表明着我们的国家可以制造自己的武器装备了，虽然还有一些方面仍是需要仿造，但是在很多的方面我们可是快要赶上西方的先进的方面，我们还是很是厉害的。
紧接着4月7日，左宗棠大人就已经从兰州地区转移到了肃州准备发起进攻。当时，我们的军队已经有一部分驻扎在了哈密、阿里坤、古城和塔尔巴哈台一带，与阿古柏的军队对峙，当时在肃州誓师的时候，左宗棠大人发出了如此豪言壮语：““朝烹雄狐，夕腌封狼”。并且准备一鼓作气将新疆“划为郡县，垦土字甿”，表明了左宗棠大人准备与阿古柏这帮叛军死磕到底。
肃州战役其实很是艰难，因为在这个时候虽然陕甘回民叛乱已经被我们镇压的差不多了，并且发动西北的百姓组成了护卫队每天每时每刻都在巡逻，还是有一小股叛军仍然盘踞在陕甘一带，我已经命令新一代的陕西巡抚抓紧时间围剿，不要给左宗棠大人的西征大军徒增负担。当清军占领了肃州，也就代表着盘踞在陕甘的大部分回民起义军已经都被我们干掉了，那为什么要在这里把已经平定了的陕甘回民再拿出来写一写呢？因为这跟收复新疆还是有一点关联的，所以拿出来给大家见个面，也就没什么了。4月底，左宗棠命总理行营营务、湘军统领刘锦棠率马步25营分批入疆，经哈密前往巴里坤。至此，清军出关总兵力有80余营，约六七万人。清军按先北后南的方针，决定首先收复南北疆的交通要冲乌鲁木齐。左宗棠命道员刘锦棠总理行营营务，率湘军25营主攻乌鲁木齐；提督徐占彪和张曜各率所部驻守巴里坤至哈密一线，防敌北窜东逃。随后，阿古柏用了大约整整四万的兵力，让马人得等人分守乌鲁木齐、昌吉、呼图壁、玛纳斯、古牧地等北疆要地，阻止清军南下；一部兵力守胜金台、辟展一线，防清军从天山南麓进攻；主力2.7万人部署在达坂城、吐鲁番和托克逊，阿古柏本人在托克逊督战。其总兵力约4万人。
紧接着就是古牧地之战，这也是自从清军入疆以来的第一场大仗。这个时候，不得不提到一个很是厉害的大营，它也算是我们大清国在新疆的一支虎狼之师，也是我们的西北精锐，在戊辰年以前，新疆就有了叛乱，可是一时间无力西顾，导致新疆整体性陷落，大量难民逃往巴里坤避难，而巴里坤也是清军在新疆最后也是最重要的据点，一旦陷落，将彻底中断内地与新疆的联系，后果不堪设想。叛军也知道巴里坤的重要性，遂集中数万精锐猛攻巴里坤大营，当时巴里坤城内的清军不过4、5千人，人数不及叛军的十分之一，又深陷重围，形势非常微妙。幸而有清军名将何琯临危受命，挫败了叛军的进攻，保全了巴里坤，守住了清军在新疆的最后一道防线，而且当左宗棠大人的西征军到达了新疆巴里坤以后，他们依旧奉命请愿，想当先锋队，并且战斗力十分可观。他们在新疆奋战了整整十二年，保卫了我国新疆领土的最后一道防线，支撑到了西征军的到来，他们的使命也到此就结束了。
古牧地其实是一个比较小的地方，但这个小地方也是聚集了阿古柏的六千人的部队，所以左宗棠大人告诉刘锦棠总督：“安集延虐使其众，官军抚之以仁，安集延贪取于民，官军矫之以宽大。”而这个政策深受新疆当地的各民族喜欢，也就是这条政策顿时就将阿古柏费心费力建立起的民族排斥的阵线一拳击垮掉了，因为他不知道中华民族永远是血脉相连，荣辱与共。注意团结金顺并与其会商进攻部署；利用乌鲁木齐南山徐学功、玛纳斯孔才等地方团练的力量，共同反对阿古柏；安排善征惯战的乌鲁木齐领队大臣锡伦派出马队，与金顺的马队合成1000骑，辅以两营步兵，以备机动作战，截击敌军。这是左宗棠大人给刘锦棠总督的一种建议，但事实证明这是正确的。
当阿古柏听说了清军来到了新疆附近，他十分的不屑，有人告诉他不能大意：“将军，虽然我们占领了新疆全境，但是左宗棠这个人不可小觑，是不是在古牧地增加兵力。”但是阿古柏刚愎自用，狂妄自大。因为他被亚历山大二世洗脑了，他派西伯利亚总督去跟阿古柏讲，清军的武器现在还停留在火绳枪和土炮的时代，也就是当年杨遇春带着手持大刀长矛的清军干掉了张格尔叛乱，所以阿古柏认为他这么先进的武器一定可以将清军所有人全部歼灭，这六千人就是他雄距于古牧地的原因，当清军来到了古牧地附近，发现周围仅仅只有一座城，而且水源短缺，一口井只能让数百人喝，但是他们的大部队陆陆续续有数万人之多，一口井根本解决不了燃眉之急，而且加上新疆的天气变化多端，白天热晚上冷，降温十分厉害，有些来自南方的将士根本没体会过这么冷的新疆天气，有的人甚至直接冻死在了当天晚上，枪支上都结满了霜，很是寒冷。但是他们依旧等着一个进攻的好机会，打算一举攻破古牧地，紧接着解放新疆全境，第一个解放乌鲁木齐。
而后，清军一部兵马大概有两千人的部队在刘锦棠的带领下，孤军深入前去打听敌情，结果，发现阿古柏这边的守军大多集中在了城墙的东西两侧，而且城墙的南北地域虽然没有太多的兵力，但也依旧集中了大概一个五百人的团满编在这里，另外配备了一个火炮连，加上一个机枪排，这种配置可是比我们在广西和云南的编制还要好。刘锦棠的副将看着阿古柏敌军的装备，眼睛都放光了：“我里个乖乖，没想到这帮蛮夷的武器如此先进，如果这些东西都是咱们的，不就赚大发了。”，刘锦棠目光如炬，紧紧的盯着这一处地方。他知道古牧地城防坚固，估计靠炮火轰击肯定是没戏了，但他转念一想可以让人变作逃兵的残余部队，再找几个会说浩罕话的向导带进去以后，当天晚上让他们打开城门，清军直接大举进攻。单数刘锦棠看着这么多的阿古柏军队，心中痒痒的，总想狠狠地痛打他们一下，当然，他也这么干了。回去以后，他立刻命令：“第十一军第四火炮营和第六机炮营瞄准阿古柏的火力点炮击，第十四军第二、五、七三营从侧翼进攻，以示佯攻。随后，第一、八二营准备为预备队，当城门一开，立刻进攻。”，他们都听从了刘锦棠的建议。
把这个作战计划报到了左宗棠大人那边时，左宗棠大人告诉刘锦棠让他放开手来去打，他不会阻挠的。有了统帅的话，刘锦棠立刻进行了排兵布阵。当天下午时分，刘锦棠来到了一处较为高的山坡上把指挥部设了起来。命令：“火炮、机炮营开炮。”，命令一传下去，瞬时间，火光冲天，炮火连天，那些炮弹跟长了眼睛一样全部都命中了阿古柏军队火力点，阿古柏的副官一看完了，清军进攻了，他立刻想要反击之时，结果上了城楼才发现垛口已经被炮轰塌了数十个，人员伤亡惨重，更让人悲痛的是阿古柏手底下的两名亲信直接被活生生的炸死了，“轰轰”的声音一直都在响起，阿古柏蒙了，他从来不知道清军为什么有如此强悍的火力，直接把他们的炮兵阵地给炸的是什么也不剩了，就只剩几台破旧的机枪了。紧接着，炮击大概三十分钟以后，三个营在刘锦棠的亲自带领下，振臂高呼：“攻下古牧地，为左宗棠大人争光。”，随后，他们开始了有计划有战略的进行冲锋，有意的避开了阿古柏军队火力网，一旦火力太猛直接分兵进攻，以一个小队甚至于数个小队渐进性的进攻，消耗敌人的弹药和斗志，还时不时的往城楼上扔手雷，那可就太过瘾了。阿古柏的军队已经从大约六千人的部队，也仅剩下了大约四千人的部队了，而且清军的攻击愈发猛烈，压着阿古柏的军队，打得他们头都抬不起来。
当看到了阿古柏的火力被我们压了下来以后，刘锦棠立刻命令：“火炮、机炮营向前移动，五个营全部压上去，争取消除古牧地以外的所有敌军”，刘锦棠大手一挥，五个营两千人的部队直接从四面八方汇集在一起，朝着东、西面直冲而去，南北两面交给了一千人的预备队去干这件事情了，清军将士以悍不畏死的气概顶着阿古柏军的反击，硬生生的在低打高的情况下，打出了猛烈的火力，将阿古柏军队的东面军队全部打光，让他们没有援兵可以继续补员。随后，架上了云梯，大概有一部分的军队先行一步登上了城楼，刘锦棠看到有人登上了城楼，拿着火枪待在了东面城楼的下面，他要掩护自己的士兵的安全，而他自己在争夺西面的阵地时也是负伤多处，他依旧没有下火线，实是让我们佩服至极。阿古柏军队因为被清军压着害怕了，导致了城楼底下基本上没设防，所以，那两支预备队仅仅只用了几分钟的时间就撬开了大门，而后，清军的黄龙旗高高飘扬在了南面的城楼上，士兵们振臂高呼：“万岁，万岁。”的口号，刘锦棠也被这种积极的场面给影响到了，发了一封信给左宗棠大人，告诉他古牧地城已经被拿下来了，咱们可以迈开大步向着乌鲁木齐挺近了。
8月17日晨，用开花大炮轰塌坚固的城墙，占领古牧地，杀敌“不止五六千人”，生擒215人。清军刘锦棠部阵亡158人，伤455人。杀死了如此多的阿古柏军队左宗棠大人的心里也是很开心的，你要是说杀的是中国人还是要同情一下的，但是杀得是侵略中国的外国人那杀的不冤。
随即，左宗棠大军开拔，进攻乌鲁木齐，那是北疆的重要门户，乌鲁木齐拿下来以后，就可以向南疆挺近了。