Дальнейшее завоевание Средней Азии генерал Кауфман решил продолжить с захвата Бухарского эмирата. Вооруженные силы эмирата были ослаблены беспрерывными войнами с Кокандским ханством. Кауфман тщательно изучил границы Туркестанского генерал-губернаторства и Бухарского эмирата и предложил эмиру Музаффару утвердить новый вариант границы, значительно измененный в пользу российских владений. Эмир Музаффар отказался подписать этот договор. Тогда Кауфман, обвинив его в подготовке к вторжению в пределы генерал-губернаторства, собирает военный отряд, состоящий из более четырех тысяч солдат, и в апреле 1868 г. выступает на захват Самарканда. Предположения генерала Кауфмана о том, что Музаффар сосредоточил свои войска в Самарканде, не подтвердились.

Бухарские войска занимали выгодные позиции на высотах Чупаната. Все три дороги, ведущие в Самарканд, а также переправа через р. Зарафшан обстреливались артиллерией бухарцев. 1 мая 1868 г. Кауфман приказал атаковать высоты. Пройдя по грудь в воде притоки Зарафшана, несмотря на перекрестный ружейный и артиллерийский огонь бухарских сарбазов, солдаты царской армии начали быстро взбираться на Чупанатинские высоты. Натиск был столь стремителен, что сарбазы стали отступать. Авангард бухарских войск был разбит.

На следующий день произошло второе сражение на Зирабулакских высотах. Несмотря на упорное сопротивление, войско эмира Бухары потерпело поражение. 2 мая царские войска вступили без боя в Самарканд. Кауфман послал эмиру Музаффару письмо, предлагая мир на условиях уступки Самаркандского бекства, уплаты “военных издержек” и признания за Россией всех приобретений, сделанных в Туркестанском крае с 1865 г. Ответа на письмо не последовало.

Но была сила, которую генерал Кауфман не предусмотрел — это сила народного сопротивления. В г. Ургуте, под Самаркандом, собирается народное ополчение. Кауфман посылает полковника Абрамова к жителям Ургута с предложением сдаться. Защитники ответили оружейным огнем. Началось наступление и одному из отрядов царских войск удалось прорваться в город. Завязался бой на улицах и в садах города. Сопротивление было упорным, защитники города сами часто переходили в наступление и внезапно появлялись в тылу нападавших.

На дорогах через каждые 120-150 шагов были устроены завалы, за которыми укрывались защитники города. Артиллерия царских войск картечными залпами нанесла большой урон защитникам Ургута. Так закончился неравный бой. Передовой отряд царских войск занял цитадель города, и сопротивление прекратилось. Затем войсками царской армии был занят Каттакурган.

В это время на борьбу за освобождение поднимается население Самарканда. Это движение возглавили Бобобек — правитель Китаба и Джурабек - правитель Шахрисабза. 2 июня 1868 г. в город вошли отряды народного ополчения и совместно с самаркандскими повстанцами атаковали цитадель города, в которой закрепился гарнизон царских войск. Они посылают к Кауфману одного за другим гонцов с призывом о помощи. Всего было послано 20 солдат, но добрался до Кауфмана только один. Гонец привез записку: “Мы окружены, штурмы непрерывны, потери большие, нужна помощь”. Донесение было получено вечером 6 июня, и отряд выступил на выручку немедленно. Ежедневно с 4 по 7 июня повторялись атаки восставшего народа, пытавшегося захватить цитадель.

Стрельба не умолкала несмотря на новые значительные потери с обеих сторон. По ночам наступало сравнительное затишье. 8 июня на выручку гарнизону цитадели пришел генерал Кауфман. Регулярные войска, прошедшие хорошую боевую выучку, отбили нападение повстанцев. Оставшаяся часть войск эмира была разгромлена на Зирабулакских высотах войсками, подошедшими на помощь гарнизону царских войск в Самарканде. Объединенные отряды повстанцев, покинув Самарканд, ушли в горы или рассеялись по окрестным кишлакам. В город вновь вступили царские войска.