左宗棠在乌鲁木齐克复后，即筹划进军南疆的第二步战略计划。他一面拟商金顺布置各城堡要隘和善后事宜，一面“咨调张曜、徐占彪会同刘锦棠进规南路”。他认为：“不得乌鲁木齐，无驻军之所，贼如纷窜，无以制之，不仅陕甘之忧，即燕晋、内外蒙古将无息肩之日”②。
左宗棠认真分析了南疆的局势，他指出：“安集延酋帕夏已派贼骑五千，合乌垣、红庙逸去之贼，踞乌垣南二百余里之达坂城即噶逊营，以拒官军。帕夏自踞托克逊，筑三城为犄角，与其悍党守之”。白彦虎窜入托克逊，阿古柏“待之甚倨，并勒其随行贼众剃发易服，傍三城以居”。“察度南路贼势，守吐鲁番者拒哈密官军，守达坂者拒乌垣官军，皆所以护托克逊坚巢也。而达坂、托克逊，尤悍贼麇聚之区，贼骑皆多至数千，守御甚固。”③因此，要进兵南疆，必须集中兵力击破吐鲁番、达坂、托克逊这三城所形成的犄角防线，痛歼阿古柏的主力，这样才能为收复喀什噶尔、英吉沙尔、叶尔羌（今莎车县）、和阗、阿克苏、乌什、库车、喀喇沙尔（今焉耆回族自治县）等“南八城”打开通道。
左宗棠在对南疆的敌情进行分析研究之后，认为规复南疆仍须采用“缓进急战”的战略战术，告诫刘锦棠在北路肃清，“屡胜之后，尤宜慎宜加慎，勉力图维，断不可掉以轻心，致贻后悔。”①因此，他不同意刘锦棠提出的在克复乌鲁木齐后急于进攻南路的建议，指出：“所议会师进规南路八条，可采者多，已分别咨行照办矣。惟用兵之道宜先布置后路，后路毫无罅隙可寻，则转运常通，军情自固。然后长驱大进，后顾别无牵掣，可保万全。”②左宗棠决定第二年春季进兵南疆，同时强调“目前应办之事必应迅速办理”。他命令刘锦棠、张曜、徐占彪等部抓紧进行军队休整和军需补给工作，并奏请调派驻山西包头的“卓胜军”记名提督金运昌率所部至乌鲁木齐，以替出刘锦棠部南下。
光绪三年（1877年）春，西征军南进的时机成熟。此时，金顺已被清廷任命为伊犁将军，驻守玛纳斯以西，负责北疆西部地区的防守，并监视伊犁俄军的动向。金运昌所率“卓胜军”抵达乌鲁木齐，与刘锦棠部湘军换防。三月初一日（4月14日），刘锦棠亲率马步各营及炮队由乌鲁木齐逾岭而南，进军达坂城，开始了规复南疆的战斗。与此同时，张曜和徐占彪分别从哈密和巴里坤西进吐鲁番。这样，西征军对达坂、吐番鲁、托克逊一带的阿古柏匪帮主力形成了从东面和北面的攻击态势。
阿古柏面对着清军攻取乌鲁木齐和即将进规南疆的局势，极为慌恐不安。于是，他试图通过英国主子说服清政府让其在南疆“立国”。光绪二年（1876 年），英国驻华公使威妥玛利用处理“马嘉理案”与李鸿章谈判之机，要求李鸿章转告总理衙门，称英国可以代阿古柏乞降“立国”。总理衙门将此事函告左宗棠。左宗棠认为阿古柏“窃踞南八城及吐鲁番”，且勾结白彦虎盘踞乌鲁木齐等地，“中外共知”。威妥玛代其请降，又称阿古柏为“喀王”，“请为属国”，竟“敢以此妄渎尊严”，实属可恶。左宗棠拒绝了威妥玛的“说情”，揭露了其真实用意，即“英人代为请降，非为安集延，乃图保其印度腴疆耳，俄英共争印度数十年矣”。左宗棠表示向南疆进军的信心和决心是不容动摇的。他致函总理衙门大臣说：“南路贼势重在达坂即噶逊营、吐鲁番、托克逊三处，官军南下，必有数大恶仗，三处得手，则破竹之势可成。”①阿古柏企望英国向清政府施加压力的图谋未能得逞，便想依恃天山之险布重兵于达坂、吐鲁番、托克逊以继续顽抗。达坂是由乌鲁木齐进入南疆的必经通道。从达坂至东南方向的吐鲁番有 200 里，至西南方向的托克逊为百余里。因此，阿古柏在达坂重点设防，委派爱伊德尔呼里防守于此。吐鲁番旧有满、汉两城，阿古柏遣白彦虎等据守此地。托克逊为阿古柏侵入新疆后长期经营的老巢，其主力盘踞于这里，阿古柏看到清军来势勇猛，便离托克逊到距此 700 里的喀喇沙尔（今焉耆回族自治县）遥控战局，并令其次子海古拉守御该城。阿古柏自以为“设险重叠，有恃无恐”，却不料在刘锦棠等部“取急风迅雷之势”①的打击下，达坂、托克逊、吐鲁番三城在仅仅11 天之内就全部被西征大军所攻克。
三月初三日（4 月 16 日），刘锦棠率部抵达柴窝铺，留营驻扎。当天夜晚，刘锦棠调派兵力“乘贼不觉，径趋达坂”，“立合锁围，杜贼窜逸”，向达坂发起进攻。第二天，刘锦棠亲率大军“环列圆阵，匀布整齐”，敌军“擎洋枪指击，并发开花大炮”。“我军伤亡十余人，屹立如故”。刘锦棠在自己的坐骑中弹立毙的情况下，又“易马而前”，饬各营奋勇攻城。经数日激战，刘锦棠率军于三月初七日攻克达坂城。接着，刘锦棠率各营于十一日“潜师夜起”，至十二日抵白杨河。刘锦棠分兵二路，一路由道员罗长祜等带领驰往吐鲁番会同张曜等部主攻此地，一路则由刘锦棠率领“由西南进，直捣托克逊城”。经一夜激战，刘锦棠部于十三日晨攻克托克逊。同一天，张曜、徐占彪，罗长祜等部也一举攻占吐鲁番满、汉两城。白彦虎、海古拉自闻西征大军即将攻托克逊时，便分别从吐鲁番、托克逊“踉跄而逃，曾不停趾也”。②
达坂、托克逊、吐鲁番三城克复后，左宗棠指出：“以目前局势言之，南八城门户洞开，应即整旆长驱，以符‘缓进急战’之议。”他正告阿古柏：“如知去逆效顺，缚白彦虎，献南八城，固可不重烦兵力；否则，深沟高垒，先据形势，图老我师，则官军分道长驱，集粮转馈，事不容已。”①左宗棠决定迅速收复南八城。他命令刘锦棠速谋进取，务出万全。调张曜同赴前行，兼筹粮运。饬徐占彪留吐鲁番办理善后，西征大军已锐不可挡，南八城的收复也为期不远。
阿古柏在西征军的强大攻势面前，“知人心已去，日夜忧泣”，遂于四月行至库尔勒“饮药自毙”。②海古拉集结残匪向喀什噶尔溃逃，又被其兄伯克胡里杀死。阿古柏建立的所谓“哲德沙尔汗国”已处于分崩离析的状态之中。
清廷在“关外军情顺利，吐鲁番等处收复后”的有利形势下，令左宗棠就南疆和伊犁问题“通盘筹画”，“统筹全局”，迅速密奏。左宗棠在上奏中指出：
“立国有疆，古今通义。……顾祖禹于地学最称淹贯，其论方舆形势，视列朝建都之地为重轻。我朝定鼎燕都，蒙部环卫北方，百数十年无烽燧之警，不特前代所谓九边皆成腹地，即由科布多、乌里雅苏台以达张家口，亦皆分屯列戍，斥堠遥通，而后畿甸宴然。盖祖宗朝削平准部，兼定回部，开新疆、立军府之所贻也。是故重新疆者所以保蒙古，保蒙古者所以卫京师。西北臂指相连，形势完整，自无隙可乘。若新疆不固，则蒙部不安，匪特陕、甘、山西各边时虞侵轶，防不胜防，即直北关山，亦将无晏眠之日。而况今之与昔，事势攸殊。俄人拓境日广，由西而东万余里，与我北境相连，仅中段有蒙部为之遮阂。徙薪宜远，曲突宜先，尤不可不豫为绸缪者也。……
方今北路已复乌鲁木齐全境，只伊犁尚未收回；南路已复吐鲁番全境，只白彦虎率其余党偷息开都河西岸，喀什噶尔尚有叛弁逃军，终烦兵力，此外各城，则方如去虎口而投慈母之怀，自无更抗颜行者。……英人为安集延说者，虑俄之蚕食其地，于英有所不利。俄方争土耳其，与英相持。我收复旧疆，兵以义动，彼将何以难之？设有意外争辩，枝节横生，在我仗义执言，亦决无所挠屈。……至省费节劳，为新疆画久安长治之策，纾朝廷西顾之忧，则设行省、改郡县，事有不容已者。”
这段议论可谓高瞻远瞩。左宗棠不仅阐述了保卫新疆的重要意义，而且第一次正式向清廷提出于新疆设置行省的建议，为清政府的正确决策起到了积极的作用。
光绪三年七月十七日（1877 年 8 月 25 日），刘锦棠等部经 4 个月休整后开始向南八城进军。刘锦棠先派提督汤仁和率队由托克逊进扎苏巴什、阿哈布拉两处，继派总兵董福祥等率营由阿哈布拉、桑树园、库木什、榆树沟一带至曲惠安营，随后刘锦棠率部由大路向开都河进发。开都河源于天山之麓，汇而南趋，横贯库尔勒和喀喇沙尔。白彦虎逃窜至喀喇沙尔渡过开都河西岸后，“即壅开都河水以阻官军，漫流泛滥，阔可百余里”。①刘锦棠师至，只好令将士凫水径过或搭浮桥转运军械。九月初一日（10 月 7 日），刘锦棠军不战而入喀喇沙尔。此时白彦虎因惧被歼，早已窜至库车。九月初三日，西征军进入库尔勒，又是空城一座。接着，刘锦棠督率所部于当月十二、十八、二十日先后进取库车、阿克苏、乌什。这样，南八城中的东四城（喀喇沙尔、库车、阿克苏、乌什）已为西征军克复。左宗棠认为：“新疆南路以阿克苏为关键，北通伊犁，西连乌什，东接库车，迤西达喀什噶尔，又可达叶尔羌、英吉沙尔，稍南而东，则达和阗，为形势所必争。阿克苏既复，该逆窜路悉穷，既由乌什边外逸去，非至喀什噶尔，别无归宿。所盼大军围剿，或可聚歼。”此时，左宗棠激动不已，他看到“此次官军浩荡西征，一月驰驱三千余里，收复喀喇沙尔、库车、阿克苏、乌什四城，南疆八城已复其半。”
刘锦棠部在阿克苏会师，张曜部也于十月初二日由喀喇沙尔（今焉耆回族自治县）遄指库车，“前矛既锐，后劲仍道，戎机顺迅，古近罕比。”这样，“如叶尔羌速下，官军会攻喀什噶尔，并规全局，似戡定之期当亦不远矣”。但他仍告诫西征将士要保持冷静，指出：“军事瞬息千变，非敬谨襄事，必蹈危机，固有不可轻心尝试者。”①十一月间，刘锦棠分兵两路进攻喀什噶尔，伯克胡里与逃至那里的自彦虎窜往俄国境内。西征军于十三日占领喀什噶尔。随后，又于十七、二十、二十九日连克叶尔羌（今莎车县）、英吉沙尔、和阗。南八城中的西四城均为西征军夺得。这样，除伊犁外的新疆领土已全部光复。于是，清廷晋封左宗棠二等侯爵，以资激励。
左宗棠在底定南疆后，总算是舒了口气。他总结了前此进兵的经验，肯定了西征军将士的功绩，在家书中这样写道：南疆底定，以事功论，原周秦汉唐所创见。盖此次师行顺迅，扫荡周万数千里，克名城百数十计，为时则未满两载也。而决机制胜全在“缓进急战”四字，细看事前各疏可知大概。至其本原，则仁义节制颇有合于古者之用兵。理主于常而效见为奇，盖自度陇以来未有改也。贼以其暴，我以其仁；贼以其诈，我以其诚，不以多杀为功，而以妄杀为戒。故回部安而贼党携，中国服而外夷畏耳。实则我行我法，无奇功之可言，在诸将士劳苦功高。朝廷论功行赏，礼亦宜之。至于锡封晋爵，则在我实有悚息难安之隐。②
左宗棠此言感人肺腑！这正是他高风亮节政治风格的映照。他还在致刘典函中说：新疆用兵，全以关陇为根本，同心断金，乃收其利。前折所陈数千里一气卷舒，虽但指新疆而言，其实则自关陇以至酒泉，自沪鄂以至关陇，何独不然？如琴瑟然，手与弦调，心与手调，乃能成声，此理易晓。周秦汉唐之衰，皆先捐其西北，而并不能固其东南。我国家当天下纷纷时，不动声色，措如磐石，复能布威灵于戎狄，错杂之间，俾数千里邱索，依然全瓯罔缺，以此见天心眷顾，国祚悠长，非古今所能几其盛美也。吾辈数书痴，一意孤行，独肩艰巨，始愿亦何曾及。此而幸能致之者，无忌嫉之心，无私利之见，苟利社稷，死生以之耳！苟利社稷，死生以之，左宗棠的爱国热忱呼之欲出！
② 《详陈攻拔古牧地克复乌鲁木齐迪化州城战状请奖恤出力阵亡各员弁折》，《左宗棠全集》奏稿，第 6册，第 509—510 页。
③ 《搜剿窜贼布置后路进规南路折》，《左宗棠全集》奏稿，第 6 册，第 548 页。
① 《与刘毅斋》，《左文襄公全集》书牍，卷一七，页一四。
② 《西宁刘道禀乌垣克复急宜进攻南路应办事宜由》，《左宗棠全集》札件，第 373 页。
① 《上总理各国事务衙门》，《左文襄公全集》书牍，卷一七，页三○至三二。
① 《湘军刘总统禀规取南路情形由》，《左宗棠全集》札件，第 393 页。
② 《攻克达坂城及托克逊坚巢会克吐鲁番满汉两城详细情形请奖恤出力阵亡各员弁折》，《左宗棠全集》奏稿，第 6 册，第 654—659 页。
① 《攻克达坂城及托克逊坚巢会克吐鲁番满汉两城详细情形请奖恤出力阵亡各员弁折》，《左宗棠全集》奏稿，第 6 册，第 659 页。
② 《逆酋帕夏仰药自毙折》，《左宗棠全集》奏稿，第 6 册，第 698 页。
① 《遵旨统筹全局折》，《左宗棠全集》奏稿，第 6 册，第 701—703 页。
① 《进规新疆南路连复喀喇沙尔库车两城现指阿克苏折》，《左宗棠全集》奏稿，第 6 册，第 755—756 页。
① 《穷追回夷连复阿克苏乌什两城请奖恤出力阵亡各员弁折》，《左宗棠全集》奏稿，第 6 册，第 776 页。
① 《答刘克庵》，《左文襄公全集》书牍，卷二○，页五。