十九世纪六十年代中期，新疆各族民众在陕甘回民暴动的影响下，也发动了反清起义。一些宗教上层人士和封建主利用这股来势迅猛的反清浪潮，开始武装割据，称霸一方。占据南疆的喀什噶尔封建主金相印，为了能在激烈角逐中取胜，竟向原来藩属清朝的中亚浩罕国请求军事援助。浩罕国的军事首领阿古柏趁机出兵进入新疆， 并占领了喀什噶尔、英吉沙 、莎车等地。

后来，他赖在南疆不走了，干脆自立为王，建了一个名为哲德沙尔的伊斯兰汗国，企图把新疆的南部从清朝（中国）版图上分裂出去 。

沙俄对中国的新疆地区一直怀有野心，而英国人也一直在中亚地区和俄国争夺霸权，如今两个企图殖民新疆的强国都看中了胆大妄为的中亚军阀阿古柏，都想把他笼络过去，作为攻取、肢解新疆领土的工具。特别是对新疆一直有领土野心的俄国沙皇，更是明目张胆地公然支持阿古柏的非法叛乱政权，1871年，沙俄军队打着帮大清“收复” 领土的幌子，公然冲进中国境内，并一举侵占了伊犁地区， 还厚颜无耻的把伊犁划为俄国领土。

西北边防危机四伏，早已迫在眉睫，中国国内民众纷纷要求清廷出兵，收复新疆。可是清廷内部对此却有不同的意见。

北洋大臣李鸿章认为，新疆地广人稀，假如用兵，每年要耗去300多万两的军费。用这么大一笔巨款去收复数千里的荒凉苦寒之地，实在得不偿失。再说了，沙俄军队武器精良，作战凶猛，和他们打仗，我们基本毫无胜算。

陕甘总督左宗棠则坚决主张发兵收复新疆，他严厉驳斥李鸿章的“放弃论”，据理力争道：“新疆地大物博，战略位置重要，是中国大西北的门户，新疆安则西北安，如果大清放弃了这片广袤之地，那么非但甘肃、陕西、宁夏不得安宁，就连蒙古、山西等省从此也会有麻烦，即便是帝都北京也会受到极大的威胁”。

经过激烈的辩论，清廷最终接受了力主出兵收复新疆的左宗棠之意见，并在1875年5月委任他为钦差大臣，负责新疆军务，并给予他统一指挥西征大军的实权。这年，左宗棠已年满65岁了，已是位须发皆白的老人，但他雄风犹在，不顾年老体弱，亲自率军出征。

左宗棠是位大器晚成、文武兼具的奇才，曾亲自参与过平定太平天国、剿捻等近现代重大历史事件，此次统兵远征新疆，他在军事战略上提出了“先北后南”、“缓进速决”的方针。左宗棠用一年半的时间筹措军饷，积蓄粮草，训练士卒，裁汰老弱，以增强西征大军的战斗力。即便是他麾下的子弟兵、此次西征新疆的主力“新湘军”，他也剔除空额，裁弱留强，毫不含糊。

他还下令，凡是不愿意随大军出关西征的，一律发给盘缠，遣送回籍，绝不强迫、勉强。到正式开拔出发时，左宗棠统辖指挥的西征大军主力为刘锦棠部25营湘军（后增至32营），提督张曜率蒿武军（河南固始练勇）14营和蜀军徐占彪部5个营，金顺的镶黄旗汉军被整编为40营，加上担任防守、运输的清军绿营共计马、步、炮军150营，总兵力近8万余人。但最后真正开赴新疆前线作战的精锐只有50营，2万余将士。

新疆地域辽阔，以天山为界，分南疆和北疆。左宗棠决心先北后南，速战速决。清军围攻北疆时，欲集中优势兵力，首先攻取迪化（今乌鲁木齐）。

负责防守迪化（乌鲁木齐）的敌将 ，是投靠阿古柏的陕甘回民首领白彦虎。清军先锋部队趁夜抵达乌鲁木齐城下，随即发起猛攻，并攻取了外围据点古牧地。阿古柏闻讯，急忙派兵增援白彦虎。经3个多月的浴血鏖战，清军终于击溃阿古柏派来的“哲德沙尔国” 援军，攻克了乌鲁木齐，还一鼓作气连克昌吉、呼图壁、玛纳斯等北疆要地。阿古柏援军和白彦虎的部队被打的丢盔撂甲，溃不成军，残部慌忙逃至南疆。

随后，左宗棠指挥清军马不停蹄开进南疆，向盘踞于此地的阿古柏军发起猛攻，清军遵照左宗棠事先拟定的计划，猛打猛冲，以雷霆之势接连攻克了鄯善、达坂、吐鲁番、托克逊等南疆重镇，歼敌万余人。

英国、俄国人见势不妙，想出手“调停”，让喀什噶尔变成其保护国，并通过清廷施压，威逼左宗棠退军。左宗棠不予理睬，他继续挥师追剿残敌，阿古柏被追的东窜西逃，四处躲藏，狼狈不堪，最后走投无路，服毒自杀。阿古柏之子伯克胡里领少数残兵败将逃入俄国境内。

左宗棠收复新疆，前后只用了一年半的时间就将阿古柏建立的“哲德沙尔国”彻底摧毁，并将其残余势力全部打出国境，到1878年初，除沙俄军队占据的伊犁外，清军胜利收复了新疆。