烏魯木齊被收複之後，左宗棠又開始著手謀劃進軍南疆的下一步作戰計劃。他先是詳細分析了南疆的局勢，認為要進兵南疆，首先就必須集中優勢兵力，痛殲阿古柏的主力；然後再攻破吐魯番、達阪和托克遜這三城所形成的犄角防線。這樣才能夠為收複阿克蘇、喀什噶爾、葉爾羌、英吉沙爾、和闐、烏什、庫車和喀喇沙爾等\"南八城\"打下基礎，鋪平道路。
到了1877年的春天，左宗棠麾下大軍進攻南疆的時機已經成熟。劉錦棠率領馬步兵各營以及炮兵部隊自烏魯木齊逾嶺南下，進軍達阪城，開始了收複南疆的戰鬥。與此同時，張曜和徐占彪分別從哈密和巴裏坤西進吐魯番。這樣，西征軍對達阪、吐魯番、托克遜一帶的阿古柏勢力的主力部隊形成了從東麵和北麵的進攻態勢。
左宗棠在北疆的勝利，使得阿古柏十分恐慌。麵對著清軍已經順利收複烏魯木齊和即將大舉進攻南疆的局勢，阿古柏仍作困獸之鬥。他一麵請求英國出麵\"調停\"，試圖通過英國來說服清政府讓其在南疆自行\"立國\"；另一麵下令各部加緊防禦，妄圖憑借天山之險，布重兵於達阪、吐魯番、托克遜以圖負隅頑抗。
雖然有外國列強的橫加幹預，但左宗棠向南疆進軍的信心和收複整個新疆的決心是不會動搖的，他果斷拒絕了英國代阿古柏乞降\"立國\"的企圖，下令繼續進軍。
位於烏魯木齊通往南疆一條穿越天山的隘道中的達阪城，以維吾爾族民歌《達阪城的姑娘》而聞名於世。清軍若要收複南疆就必須經過達阪城。從達阪至東南方向的吐魯番有二百裏，至西南方向的托克遜為百餘裏。因此，由於達阪城位置重要。
阿古柏也意識到達阪城周圍將要發生的戰事將決定他的存亡，於是他在達阪重點設防，以大通哈（大總管）愛伊德爾胡裏率步騎五千五百人、攜炮四門防守，作為天山北麵的防禦要點。
吐魯番舊有滿漢兩城，以布素魯克的侄子艾克木汗率步騎七千五百人、攜炮十八門防守。白彥虎、馬人得逃到南疆後，阿古柏又派其加強吐魯番防禦。
托克遜形勢最勝，又為阿古柏侵入新疆後長期經營的老巢，其主力盤踞於這裏，阿古柏看到清軍來勢勇猛，便離托克遜到距此七百裏的喀喇沙爾遙控戰局，又堅築兩城於此，並令其次子海古拉率步騎六千五百人、攜炮八門守禦該城。
達阪、吐魯番、托克遜三城構成鼎足之勢，而以托克遜為重點，總兵力約有二萬餘人，妄圖憑借天山天險阻止清軍南下的攻勢。
左宗棠同樣也認識到隻要達阪、吐魯番、托克遜\"三處得手，則破竹之勢可成\"。清軍總計調集了在新疆的大部分可用兵力多達五十個營，大約二萬五千人的部隊，又配備了強大的炮兵，準備一舉殲滅阿古柏軍隊的主力。
1877年4月，左宗棠指揮清軍三路並進：劉錦棠部自烏魯木齊南下攻達阪；張曜部自哈密西進；記名提督徐占彪部出巴裏坤，至鹽池與張曜部會師，合力進攻辟展、吐魯番。
大病初愈的劉錦棠率領清軍主力三十個營大約一萬五千餘人及炮隊離開烏魯木齊南下，乘敵不備，銜枚急進，於4月17日完成對達阪城的包圍。海古拉派來增援的騎兵一千五百人被劉錦棠所部餘虎恩、譚上連馬隊擊退。致使守敵外援斷絕。
劉錦棠隨後命部將侯名貴、莊偉測定敵軍炮台及城垣方位、遠近，用四十八門大炮連環轟擊，擊毀城中火藥庫。清軍乘勢攻入城中，守敵或斃或俘，無一逃脫。是役，總計斃敵二千餘人、俘敵一千二百餘名、繳獲戰馬八百餘匹、槍炮一千四百餘件，而清軍僅傷亡一百餘人。
劉錦棠在自己的坐騎中彈立斃的情況下，又\"易馬而前\"，飭各營奮勇攻城。經數日激戰，劉錦棠率軍攻克達阪城。經過四天的安置整頓，劉錦棠於4月24日夜率軍繼續前進，次日上午到達白楊河後，分兵兩路：一路由道員羅長祜等帶領率步騎六營馳往吐魯番會同張曜等部主攻此地，一路則由劉錦棠步騎十四營直搗托克遜。
行九十裏至小草湖時，得知托克遜的阿古柏軍正四出搶掠，焚燒村堡，準備逃竄，劉錦棠立命騎兵先發，步兵繼後，奔襲托克遜。在城郊經過一場激戰，重創敵軍。經一夜激戰，劉錦棠部攻克托克遜。
在劉錦棠部進軍達阪、托克遜的同時，張曜和徐占彪部分別從哈密、巴裏坤西進。兩軍會師鹽池後，4月21日攻克七克騰木，22日占辟展，25日占領勝金台，26日直抵吐魯番城下。這時，羅長祜等亦率部抵達。
白彥虎、海古拉自聞西征大軍即將攻托克遜時，便分別從吐魯番、托克遜\"踉蹌而逃，曾不停趾也\"。26日上午，海古拉等慌忙燒毀存糧及火藥，僅率二千餘騎逃往喀喇沙爾，將防務交給了馬人得。懾於清軍的強大戰力，馬人得不敢負隅頑抗，開城乞降，清軍順利地收複了吐魯番滿漢兩城。此役，清軍又殲敵二千餘人，繳獲戰馬數百匹、槍械二千餘件，己方傷亡僅九十餘名。