1912年6月5日，楊增新剪去發辮，脫掉清朝的五品官服，穿上民國督軍的禮服，登上了新疆最高統治者的寶座。他在民國初年曾統治新疆達十七年之久，曆任新疆都督、督理新疆軍務、新疆督軍、督辦新疆軍務善後、新疆省主席等職銜。他靠老練的政治經驗與軍事實力，平定哈密、阿克蘇的動亂，分化並鎮壓了各地哥老會與農民起事，並與伊犁軍政府和談達成統一；爾後逐步排除軍政府人物的影響力，掌握實權。到他去逝為止的17年中，雖然楊增新名義上接受北洋政府的管轄任命，後來接受南京國民政府領導，但他是新疆的實際統治者。楊增新同時調整新疆的政製，集中權力，解決了清末以來新疆巡撫、伊犁將軍、各處參讚大臣事權不統一的問題。
在內政方麵，楊增新推行老子的“無為而治”，信奉“渾噩長為太古民”。在政治、財政上有所改革，包括更有效率的調整建製，使新疆各地更易於為迪化（烏魯木齊）所控製，此外整頓吏治，打擊中飽，獎勵墾荒，使財政收入大為增加，並實行裁軍，維持了較長的安定和平。但楊增新在經濟文化方麵則較少建樹，使新疆雖然能保持安定，並受到許多當地人民的愛戴，但缺乏現代化建設和發展。
在民族和宗教的政策上，楊采用了懷柔牽製的政策以防止了動亂。一方麵以對各族上層王公的籠絡支持，並使其中各集團互相牽製，少數民族之間、回漢之間也盡量使之互相牽製，在宗教方麵，以不幹涉一般性宗教活動為原則，但加強了政府對清真寺、伊斯蘭經學院的管理，希望維持當地伊斯蘭教現狀，用宗教來協助社會秩序的維持，並防止外來的宗教力量進入影響。
新疆的地理位置使其成為清末以來英國與俄國爭奪侵略的對象。楊增新在位時，多次向俄、英兩國爭取權利，包括保護俄境華僑、要求英俄商人納稅等問題等。民國初定，國勢阽危。楊增新主政的新疆更是內憂外患，動亂頻仍。清廷退位之後，覬覦已久的沙俄趁機介入喀爾喀蒙古事務，並引發唐努烏梁海、科布多、烏裏雅蘇台等地的長期動蕩；內有哥老會、革命黨人的暴力活動和哈密鐵木耳農民起義等騷亂。民族的、政治的、國際的背景交織在一起，使民初的新疆呈現出前所未有的動蕩。宦海沉浮、政壇曆練，使楊增新能夠更果斷、更從容地止紛平亂、應對危局。在中國人傳統的意識深處，金甌不固，國將不國；守土安疆，為官之要。有鑒於此，他果斷地祭出了“先攘外而後治內”的策略，此舉果然奏效。
民國初年，中國北洋政府因內亂而無暇顧及新疆、外蒙古、西藏等邊疆地區。就在辛亥革命剛剛一個月之後，包藏禍心的外蒙古活佛哲布尊丹巴就在沙俄的支持下在庫倫宣布獨立，脫離中國，並於1912年8月攻陷科布多城。為了阻止外蒙叛軍擴大勢力範圍，1912年10月，楊增新出兵與科布多毗連的阿爾泰。此番他拿出了圍魏救趙的招術，佯攻科布多城以牽製外蒙叛軍，使其不敢貿然進擊曾屬清朝科布多參讚大臣管轄的阿爾泰地區。民國七年（1918年），裁撤阿爾泰辦事大臣，設立阿山道，將其並入新疆省，免於落入蘇俄和外蒙古獨立分子之手。所以在當時的形勢下，他對於保有新疆的領土完整是有相當貢獻的，值得在史上濃筆重墨一頁。
在俄國十月革命後，他與蘇俄政府訂立了較為平等的新通商條款，並趁此時機要求英國取消原有的最惠國待遇。此外在麵對俄國內戰時，楊增新嚴守中立，保境安民，後來又成功降服了逃入新疆的白俄軍隊，將其改編為歸化軍，使新疆最大程度地免受到俄國內戰的侵擾。外交上的成功使得新疆在他統治時期未受到到嚴重的侵略。
為保證新疆的穩定，楊增新統治時期在與甘肅、外蒙古接壤的哈密、吐魯番、巴裏坤駐軍設卡，嚴防甘肅、青海軍閥、外蒙古黑喇嘛與革命黨勢力向新疆境內滲透。此一做法穩定是穩定了，也帶來不好的後果。其設在星星峽的關卡，不但阻止外省人員進入，就連內地寄來的書報信件也要嚴加檢查，使新疆和內地幾乎隔絕，演變為實行閉關自守政策，讓新疆各族人民長期處於“渾噩”的愚昧狀態。在楊新增統治之下，民族壓迫和階級壓迫較清朝有增無減。他擔任新疆都督後，實行專製獨裁統治，製造民族不合，為後世分裂分子的萌生埋下伏筆。