到同年4月出兵时，左宗棠指挥的西征军有刘锦棠所部湘军25个营，张曜所部嵩武军14个营和徐占彪所部蜀军5个营，包括原在新疆各个据点的清军，共有马、步、炮军一百五十余营，兵力总数近八万人 。但真正开往前线作战的只有五十余营，二万多人 。
因行军其间要经过著名的莫贺延碛大沙漠，流沙数百里 。粮草可以马驮车载，长途运输，“惟水泉缺乏，虽多方疏浚，不能供千人百骑一日之需，非分期续进不可” 。大部队行军遇到的最大问题，是人畜饮水难以解决，所以只有分批分期地行进 。左宗棠坐镇肃州，命刘锦棠、金顺分兵两路，先后率师出关 。他把大军分作千人一队，隔日进发一队，刘锦棠走北路，金顺走南路，到哈密会齐 。刘锦棠率领西征军主力自肃州入新，至哈密行程约1700里，很顺利地进入哈密 。部队各营到达哈密后，把从肃州等地陆续运往哈密的军粮再辗转搬运，翻过东天山九曲险道，分运至巴里坤和古城(今奇台) 。很快，刘锦棠的前锋部队，已占据了距离乌鲁木齐只有不足三百里的济木萨(今吉木萨尔县) 。
5月，两路会合 。9月，首先攻下乌鲁木齐 。阿古柏部队二号首领白彦虎逃到托克逊 。又攻克玛纳斯城，从而北路荡平 。接着集结兵力转攻南路 。第二年三月，又先后收复达板城和托克逊城 。阿古柏逃往焉耆，留下他的小儿子驻守库尔勒为其垫后 。不久，左宗棠军又收复吐鲁番，阿古柏一看通往南路的门户打开，自知大势已去，乃服毒自杀(一说被毒杀) 。阿古柏的长子胡里为争权夺位杀死其弟，率领残部逃往喀什 。白彦虎率领余众逃窜到开都河一带 。这时，李鸿章等海防派，又运作朝廷，发出敕令：“廷臣聚议，西征耗费巨款，今乌城、吐鲁番既得，可以休兵 。”左宗棠看罢大不以为然，于是又上疏抗旨，据理力争 。慈禧太后看罢他的奏章，被说服，于是才继续新疆收复战 。
此时，沙俄又和土耳其发生战争，金顺建议乘虚袭取被沙俄霸占的伊犁 。左宗棠认为师出无名，反遭其谤，留下不打 。同年八月，大军从正道向西挺进，先收复南疆东四城：焉耆、库车、阿克苏、乌什;接着收复西四城：喀什、英吉沙、叶尔羌与和田 。阿古柏的长子胡里与白彦虎逃往俄国 。至此，这场由英、俄两国支持的阿古柏之乱乃告平息 。见此情景，住在山中的布鲁特(今柯尔克孜族)十四个部落，也争相内附 。
仅一年多时间，左宗棠就指挥西征军，攻克了被外寇侵占的南疆八城，收复了除伊犁以外的新疆领土 。事毕，左宗棠上表申奏朝廷，光绪帝和慈禧太后嘉其功，诏封二等侯爵 。新疆各地也于大小村镇建立左公祠，烧香礼拜 。
新疆收复后，上海“泰来洋行”的德国技师福克曾在哈密与左宗棠会面，观看了部队的演练，见湘军纪律严明，操练得法，军火枪炮也不落后，于是说：“清军若与俄国交战于伊犁，必获全胜 。” 左宗棠同时又建“甘肃织呢总局”(亦称“兰州机器织呢局”)，这是中国第一个机器纺织厂 。
左宗棠屠杀事件在清朝末期，战火纷飞，中国各地都充满了战争 。不论是西方列强的侵略，还是国内组织的起义活动，都对清朝的统治造成了极大的威胁 。左宗棠作为清朝统治阶级的一名成员，主动请缨，不断的扫除叛乱以及侵略，维护清朝的统治 。
左宗棠除了率领军队，赶往新疆地区抗击阿古柏侵略军，保证了祖国领土的完整，对国内的稳定也做出了极大的贡献 。其中最为著名的就是镇压太平天国运动，以及镇压回族人民的起义，而左宗棠大屠杀事件也就是发生在镇压回族人民起义的过程当中 。
左宗棠所率领的湘军在镇压回族人民起义的时候，被善战的回族人民给予了沉重的打击，很多的湘军战事都死在了回族人民的手中 。因此，湘军对回族人民是抱有很大的敌意的 。在湘军成功镇压了回族人民起义之后，出现了屠杀回族人民的事情 。
【左宗棠屠杀事件，看看左宗棠收复新疆的故事】由于湘军损失惨重，左宗棠对于回族人民也是十分的记恨 。在成功镇压了回族人民起义之后，还是经常发生回族人民暴动事件 。左宗棠一怒之下，向军队下达了见到回族的人，格杀无论的命令，而回族人民也因此遭受了灭顶之灾 。直到现在，回族人民仍然铭记那段悲惨的历史，而左宗棠被回族人们称为“左屠夫” 。
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