外间议论，有人以为新疆军务可以缓办，有人则认为可以迅速取得功效，有的主张撤兵节饷，有的认为难得易失，他们的意思，似乎都是为了方便开展洋务起见，难道这是他们真实的意图吗？
左宗棠说，他以一介书生，能够身居高官，获得显赫的爵位，是平生做梦都没有梦到的。难道他还打算立功边疆，奢望朝廷给予更多的恩赏？何况他已到了六十五岁的高龄，已是日薄西山，虽然愚蠢到极点，也还不至于不自量力，要把边荒的艰巨任务揽到自己身上，只是事情无法推托罢了。
左宗棠说，如果清军不攻克乌鲁木齐各城，就无法得到关键的根据地驻扎兵力。现在伊犁已被俄国人侵占，喀什噶尔又被安集延部占据，如果此时置之不顾，必然后患无穷，可能每天丢失百里之地。所以他不敢不对国家尽这点微薄的忠诚。
后来湘军进兵新疆北路，南路随之平定，完全符合左宗棠的预见。
左宗棠率领大军，于4月7日驻扎肃州。肃州到哈密之间，隔着一片戈壁，其中的泉水，还不能供应一千人的需求。左宗棠与刘锦棠商议进兵机宜，决定让刘锦棠率主力二十四营入疆。这些部队包括十七营步兵和七营骑兵。各部首先进抵安西，再分批向新疆开进。
左宗棠令汉中镇总兵谭上连所部为前锋，宁夏镇总兵谭拔萃所部随后跟进，陕安镇总兵余虎恩所部跟随其后。这些部队，全部听从三品卿衔西宁道刘锦棠指挥。
刘锦棠于4月底出了嘉峪关，三十六岁的衡阳人谭上连已率领本部老湘军右营和刚毅营等部队越过星星峡，抵达新疆东北部的巴里坤县。湘潭人谭拔萃已经接到母亲去世的消息，但他以国事为重，仍然领军开到了新疆哈密。平江人余虎恩已经率部越过安西，进入戈壁，向西推进。
刘锦棠亲自率领余部启程，后来提督陶生林又率一营骑兵从肃州向新疆古城进发，于是出关老湘军总数达到二十五营。
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左宗棠要平定新疆，后勤补给是非常重要的。从兰州到乌鲁木齐，要穿越两千多里的戈壁，军需补给难度很大。
千军万马出关，筹粮运粮，打井栽树，购置战马，筹办军垦民屯，银饷就用去了八百万两，却没有占领一寸土地，左宗棠心急如焚。他希望在巴里坤一带忙着开垦荒地的战士，能够拔苗揠长，立刻看到黄澄澄的果实。
他盼望张曜的部队在屯垦方面做出榜样，哪怕是解决一半甚至三分之一的军粮，那就是胜利。
“兵屯”是孙子兵法中所没有的，是左宗棠的独创。耕战结合，成为湘军独特的用兵之道。兵屯的一个好处是，可以淘汰掉老弱病残的军士，重组精锐部队。在新疆打仗不能靠数量，要靠兵员的质量，因为一个兵就要吃一份粮饷。而淘汰掉的兵员，就可以成建制地用于兵屯。兵屯的士兵每月仍然可以得到饷银，枪枝弹药衣服照发，仍然是一支部队，遇到土匪袭击，可以保卫自己的安全。
1876年，光绪二年（2）
左宗棠将士兵和农民划分开来。以前的军屯，强调一兵两用，既备军仓，又备守战，变得士兵不像士兵，农民不像农民。兵农分开，让士兵专门打仗，平时加强战斗训练，有战事便要冲锋陷阵；让农民种田，就是裁减战斗人员，让一部分士兵一心一意从事生产，确保军粮肉食基本自给。左宗棠还根据经验编写出《屯边》的专用教材，让各营按教材操作。
张曜的嵩武军本是李鸿章淮军的一部，后来一直跟随左宗棠在西北效力。张曜出关之前，左宗棠一再叮嘱他要在军垦方面做出表率。
魏光焘的部队负责修筑大道。安西以西的大道，从星星峡、哈密到巴里坤之间跨越天山，都是士兵们用肩背、用背拉出来的。在土方爆破的过程中，五名士兵葬身山岩之下。今天，山岩上还残留着当年修路的碑记，但都已在风雨的剥蚀中模糊不清了。
从嘉峪关到乌鲁木齐，沿途每隔十里就有一口水井，这是左宗棠大军梯次进军时由士兵们开挖出来的。左宗棠的部队走到哪里，路就修到了哪里，井就打到了哪里，树就栽到了哪里。沙漠荒原中长长的一线绿荫，就是王德榜的部队栽出来的。
在寸草不生的盐碱地，栽树的坑挖下去就是十几米深，看到水渍，要填上几个立方的土才可以成活一棵树。在这样深的坑中，栽下去死掉的又要新栽，连片包干，责任到人。为了树的成活，士兵们没少挨打；为了树的栽培，王德榜的士兵们衣服磨损比其他部队都要厉害。
终于，一条象征着绿色生命的林阴带，顽强地从兰州沿河西走廊向西延伸。
乌鲁木齐的回民军分兵向西北方长进，袭击塔尔巴哈台，抢劫俄国人的粮食，挺进东北方的布伦托海，又称乌伦古湖，从这里转向东南方，奔向东部，抵达哈密的红柳峡。
金顺率部追踪这支回民军队，发现他们绕过古城，南下吐鲁番，然后西返乌鲁木齐。
清廷认为新疆北路兵力空虚，命令左宗棠派兵兼顾。左宗棠令领队大臣锡纶赶赴沙山，保护与俄国的交通运输，桂锡桢与冯以和各部由他指挥。金顺又调参将徐学功的四营骑兵和步兵协助锡纶。
谭上连部这时已进入古城，分兵驻扎古城以东、哈密以西的芨芨台、色毕口、大石头和三个泉子，保护运输通道。
金顺从吉木萨尔派人飞马送信，请求供粮。左宗棠从巴里坤和哈密的存粮中拨出三百六十万斤接济。
为了运输粮食，左宗棠雇用一万只商用骆驼，载着粮食，从哈密出发，抵达古城。而肃州又派官民用车载粮，取道戈壁，运到哈密。此外，从归化、包头和宁夏驮运粮食前往巴里坤的驼商，在道路上络绎不绝。也有俄国人把粮食卖给湘军，陆路运输，远则行路五千里，路途近的也要走三千里。这样一来，粮食储备是充实了一些，但费用却是非常高昂。
刘锦棠于6月份命令部队取出哈密的存粮，越过天山，分批运到巴里坤，再从巴里坤运往古城。平江人余虎恩知道粮运极为艰难，主动请求担任运粮任务。
刘锦棠于7月份抵达巴里坤，然后进驻古城，分兵驻扎古城以东的木垒河。他派出的侦察兵发现马人得部占据着乌鲁木齐，白彦虎部占据着乌鲁木齐附近的红庙子，马明的当地回民军占据着米泉古牧地。刘锦棠认为应该首先攻取古牧地，拆除乌鲁木齐与红苗子的藩篱。而阜康一地，距离古牧只有一百里，首当其冲，所以应该首先占领阜康。
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五十八岁的新宁人刘长佑于5月份抵达贵州，接受云贵总督的官印。他上了一道奏疏，挑明自己对于洋务的看法。
他说，他对于洋务并不熟悉，但是责无旁贷，不得不预先有所防备。云南出产五金，洋人觊觎已久，特别借着马嘉理一事反复挑拨，放肆提出要求。现在中国如果自己制造机器采矿，则利益归于本国，权利不会落入别人手里。但是边防不稳，难以抵御外侮侵略，兵甲不修，难以为小邦提供庇护。现在缅甸接壤于印度，越南割地给法国人，他们不能自立，又怎能为我国提供屏障？所以，他打算简练精兵，扼守咽喉要地，以备战守，声援邻近的外藩，捍卫中国。这样一来，洋人的觊觎之心，或许会收敛一些。
1876年，光绪二年（3）
清廷下诏，对他的想法表示嘉勉。
刘长佑于6月份抵达云南省城昆明，听说苏开先发动叛乱，占据了腾越。
在此之前，腾越以东的永昌，即现在所说的保山，已有李朝造反，但已接受清廷安抚。后来有个姓王的道士来到腾越以西与缅甸交界的盏达，也就是现在所说的盈江。王道士自称他有幻术，能抵御枪炮，迷惑了一些人。
苏开先是清军参将，以索饷为由，发动练军叛乱，攻战腾越，与王道士联手，气势大涨，向东影响到顺宁和云州，土豪悍卒乘机起事，占据城池，斩杀官员。永昌的李朝所部响应，迤西陷入混乱。
刘长佑命令代理提督杨玉科率部前往镇压，由道员陈廷珍为他做副手。
副将李应举于7月份攻克云州，叛军全部进入顺宁。
顺宁的造反部队听说清军杀到，也弃城逃走。清军追踪到昆明以北的禄劝雪山箐，抓获造反首领高显。
李朝所部向永昌运动，被清军提督和耀的部队击败，李朝被杀，余部解散。
杨玉科等部于8月份攻克腾越，将苏开先和王道士处死。
刘长佑命令各部搜杀逃跑的造反者段成虎等一百几十人，将他们全部处死。迤西再次安静下来。
刘长佑认为本省各地团练立场不稳，难以控制，上奏请令提督胡中和招募一千名湘军，从四川进入云南，令副将文明迪所部湘军五百人，从广西进入云南。文明迪是刘长佑旧部，深得刘长佑信任。
按照惯例，云南的编制内清军都是从练军中挑选，十个里面挑七个，都发给全饷，听从征调。淘汰下来的留在营中，月饷只发七成，缓发七成，文武官员都说他们不能胜任防守。
刘长佑决定裁兵就饷，将编制内的清军减半，发给五成兵员的军饷，另外留下十二营练军，以候调遣。这样每年只增加了十多万两银子的开销，但全省的军制焕然一新，部队不用担心饿肚子了。
李鸿章于9月13日与威妥玛在山东烟台签订中英《烟台条约》。清廷将杀死马嘉理的人处死，向英国赔款道歉，允许英国人开辟印藏交通，开放宜昌、芜湖、温州和北海为通商口岸。
英国人又提出要求，要在云南设埠通商。清廷下诏，让刘长佑发表意见。刘长佑上奏，不赞成马上在云南开通商埠，担心再发生类似马嘉理这样的案子，影响全局。他提出在三五年后，局面安定了，再派员与英国人商办。
冬天，四川巴族人袭击云南东北部的昭通。总兵全祖凯派兵渡过省界金沙江作战，将巴族人的