在我国新疆西边有个小国叫浩罕，最初服从于清政府统治。后来俄国侵占了浩罕国的许多领土，引起了浩罕国首领阿古柏的不满。于是俄国就鼓动他去占领中国的新疆，来补偿失去的领土。在俄国人的支持下，阿古柏率兵占领了新疆的南部。接着，他又向北疆扩张，占领了乌鲁木齐。后来，阿古柏宣布在新疆成立一个哲德沙尔国，自称国王，公开把新疆从中国领土上分裂出去。俄国也趁火打劫，占领了新疆西部的伊犁地区。
清政府的官员们对阿古柏和俄国侵略新疆的行为议论不一。实力派大臣曾国藩和李鸿章认为：“中国领土这么大，现在国家又这么乱，干脆把新疆扔掉算了。要是真的动起手来，也未必是俄国人的对手。”此时正值同治皇上病死，慈禧想找一个听她话的皇上。后来她就选中了醇亲王奕的儿子载恬。载恬的父亲是咸丰的弟弟，母亲是慈禧的妹妹。慈禧把四岁的载恬送上皇帝宝座后，自己又重新开始垂帘听政，改年号为“光绪”。
在兰州的左宗棠听说朝廷对这件事一点儿也不关心，十分生气。他立刻写奏折批驳李鸿章等人。在奏折里，他气愤地说：“对于外国人的侵略势头，我们决不能助长。放弃了新疆，他们就会占领整个西北。放弃整个西北，他们就会占领整个中国。别人能够容忍阿古柏的侵略，我却不能忍受。请朝廷派我带兵出征，收复整个新疆。”
左宗棠的奏折引起了朝廷中的许多大臣的注意。他们纷纷向慈禧保举左宗棠，希望能早日收复新疆。慈禧太后也觉得丢失领土不太光彩，就顺水推舟任命左宗棠为钦差大臣，领兵去收复新疆。
左宗棠率领军队离开兰州，经过河西走廊，来到了肃州（今酒泉）。他召集了军队的将领，制定了具体作战方案。新疆地广人少，中间是天山，把新疆分为南北两部分。北方地势平坦，交通方便。左宗棠建议先打北疆，等立稳脚跟以后，再收复南疆。各位将领都点头说这个办法很好。左宗棠一见大家同意，派遣刘锦堂和金顺两位将军率领主力攻打乌鲁木齐。徐占彪和张曜把守哈密。其余部队保卫敦煌、安门和玉门等地，防止敌人入侵内地。同时左宗棠又嘱咐大家要把新疆同胞当作姐妹兄弟，要尊重他们，绝对不允许杀人放火。
刘锦堂率领主力部队从酒泉直接攻打乌鲁木齐。驻守乌鲁木齐的是阿古柏的大将军中国人白彦虎。他听说左宗棠大将军杀来了，一面给阿古柏送信，一面派大兵死死守住城外的古牧场。刘锦堂一到乌鲁木齐，就下令向古牧场发动进攻。阿古柏的军队拼命抵抗了一整天。其实，清军并没有真正猛烈地进攻。刘锦堂只是让部队远远地开枪放炮，大声呐喊，而并不往前冲。天黑以后，清军就收兵了。
白彦虎认为清军白天发动进攻之后，晚上就不会再进攻了。可就在睡得正香的时候，外面的枪声把他惊醒了。阿古柏的军队来不及准备，就被清军消灭了。白彦虎拼命逃回乌鲁木齐城里后，带着老婆孩子连夜逃跑了。刘锦堂率兵攻下古牧场，又毫不费力地占领了乌鲁木齐。
第二天，阿古柏派来的援军赶到了。刘锦堂就在城外设下了一个包围圈。敌人刚一进到里面，就遭到了清军的袭击。在雨点般的子弹和炮火中，阿古柏的军队死伤无数。
阿古柏本来以为有俄国人当后盾，中国不敢派兵来打他。现在左宗棠的军队接连胜利，他就有些手忙脚乱了。最后，这家伙下了决心，要和中国军队顽抗到底。他命令自己的儿子海克拉去守托克逊，大总管爱伊德尔呼里达守达坂城，白彦虎守吐鲁番，准备与左宗棠决一死战。但这一切部署都白费了，不久南疆地区被左宗堂收复了。阿古柏节节败退，带领一点儿兵力向西逃窜。半路上，阿古柏被部下杀死了。不久，白彦虎和海克拉逃到了俄国。各路大军，在吐鲁番胜利会师。这样，除去伊犁以外，清军收复了全部的疆土。
左宗棠决定亲自到新疆，指挥清军收复伊犁。临行前，为表示收复国家的领土的决心，左宗棠命人抬上了一口棺材，表示不收复伊犁宁死不回。将士们一见统帅这么坚决，顿时深受感动，也都纷纷表示：“不赶走俄国人，我们决不活着回来。”
左宗棠刚离开肃州，就接到了慈禧太后的命令。慈禧让他停止进军伊犁。左宗棠非常痛心，望着西北方向一望无际的戈壁滩，连声哀叹。但是没办法，他只好命令部队停止进军。原来，慈禧这个卖国贼害怕左宗棠收复伊犁会引起麻烦，就和李鸿章商量，决定派曾国藩的儿子曾纪泽去跟俄国人谈判。后来，曾纪泽和俄国签订了《伊犁条约》。在谈判中，中国虽然收回了伊犁，却给俄国割让了霍尔果斯河以西的大片领土。