首先被俄國吞並的是哈薩克地區。
哈薩克地區位於中亞的北部，和俄國相鄰。早在6—8世紀，這裏就建立過突厥汗國、突騎施、葛邏祿等早期封建國家。13世紀蒙古鐵騎橫掃亞洲大陸時這裏淪為大蒙古國（後為金帳汗國）的一部分。15世紀金帳汗國分裂後，原突厥人和蒙古人融合形成的哈薩克人建立了大帳、中帳和小帳三個哈薩克汗國。大帳占據巴爾喀什湖一帶，中帳占據錫爾河中遊北麵的草原，小帳據有鹹海以北地區。哈薩克人屬遊牧民族，他們建立的這幾個汗國隻是半封建半部落的社會組織形式。三個汗國中大帳和中帳同中國的關係較密切，他們遊牧的部分地區如巴爾喀什湖、塔拉斯河流域，自古以來就是中國的領土。
俄國對哈薩克地區的吞並如同其對西伯利亞的吞並一樣，是通過建立碉堡線、實行軍屯、強行殖民、逐步蠶食的辦法實現的。
17世紀初，俄國從東北和西北兩個方向開始向哈薩克草原侵蝕。在東北方麵，俄國沿額爾齊斯河上遊建立了許多碉堡，形成了一條從鄂木斯克經塞米巴拉金斯克到烏斯季卡緬諾哥爾斯克的額爾齊斯河碉堡線，又稱西伯利亞碉堡線。在西北方麵，沿烏拉爾河而上建成了奧倫堡碉堡線。沙皇俄國一方麵通過修建碉堡線不斷向哈薩克草原進逼，一方麵通過所謂的談判拉攏收買哈薩克上層統治者。這樣首先誘使哈薩克小帳和中帳在18世紀30—40年代“自願”歸順了俄國，成為俄國的藩屬。但沙皇政府並不以此為滿足，它要侵吞的是哈薩克斯坦的全部土地。它繼續在哈薩克草原修建碉堡，把一座座碉堡連成碉堡線，把大片大片的土地、牧場、森林和河流圈入自己的版圖，在這裏實行軍屯和強行殖民，建立起一座座俄國村莊和城鎮。1822年和1824年，沙皇政府幹脆先後廢除了哈薩克中帳汗和小帳汗的統治，建立起俄國的行政管理體製。1854年，沙俄政府又逼迫哈薩克大帳“自願”並入俄國版圖，從而完成了對麵積達二百多萬平方公裏的哈薩克斯坦的吞並。
俄國在吞並哈薩克斯坦的同時，也邁出了征服中亞其他汗國的步伐。
當時在中亞還有三個比較大的汗國，從東到西依次為浩罕、布哈拉和希瓦汗國。浩罕汗國位於費爾幹納河穀一帶，大體包括現今的吉爾吉斯斯坦和塔吉克斯坦所在地，在三汗國中麵積最大，人口最多，約300萬。布哈拉汗國位於錫爾河與阿姆河之間，大體相當於現今烏茲別克斯坦所在地，在三汗國中經濟文化最為發達。希瓦汗國位於阿姆河中下遊，大體相當於現今土庫曼斯坦所在地，在三汗國中領土最小，人口隻有80萬。
早在18世紀初，俄國就開始向這裏侵襲。1714—1717年，俄國曾四次出兵攻打希瓦汗國，結果都以失敗告終。1807—1838年，沙俄向中亞進行了14次遠征。1839—1840年，沙俄奧倫堡總督彼羅夫斯基奉命遠征希瓦，率領大批軍隊和1.5萬匹駱駝馱著遠征用的給養和水，穿過荒無人跡的草原，但途中遭遇暴風雪和嚴冬的猛烈襲擊，大部分駱駝和馬匹被凍死，迫使其狼狽而歸。
多次遠征未獲成功，沙俄改變策略，采取了如同征服西伯利亞的做法，即修築碉堡，實行軍屯，強行殖民，連接碉堡線，步步為營，逐步蠶食。19世紀40—50年代，俄國從哈薩克草原東、西兩側同時采取行動。東側，俄軍於1847年從塞米阿巴拉金斯克向南推進，侵入巴爾喀什湖東南中國境內，在庫克烏蘇河（今卡拉塔爾河）上遊構築了科帕爾堡。之後，繼續向前推進，於1853年占領了中國境內的伊犁河下遊流域及楚河流域地區，在伊犁河以南修築維內爾堡（今阿拉木圖），這樣，連接成了一條“新西伯利亞碉堡線”。西側，俄軍於1847年在鹹海東北角錫爾河三角洲修築了賴姆堡（後改名阿拉爾斯克堡），然後，溯錫爾河而上，向南推進約450英裏，於1853年占領浩罕的阿克·麥切特要塞（後改名彼得羅夫斯克），沿線構築碉堡，形成錫爾河碉堡線。這樣，兩條碉堡線像一把張開大嘴的鉗子對準了中亞三汗國，隨時等待著把它們吞噬。
1853—1856年，俄國同英、法、土耳其等國為爭奪黑海和巴爾幹的控製權發生了克裏木戰爭，戰爭以俄國的慘敗而告終。戰爭期間，俄國無力東顧，暫時放緩了對中亞的軍事進攻。戰爭結束後，俄國喪失了在歐洲的霸權地位，向西擴張受到遏製，急欲從東方獲得補償。同時，當時同俄國爭奪歐洲霸權和亞洲殖民地的主要對手是英國，占領了中亞，就對英國的印度殖民地造成直接威脅。更重要的是，19世紀以來，俄國的棉紡織業迅速發展，已成為俄國的主要工業，原來供應俄國棉紡織業的棉花主要來自美國，1861年美國內戰爆發後，來自美國的棉花受阻，加之美國棉花由於路途遙遠，價格昂貴，這就促使俄國棉紡織業主另辟棉源。中亞地區盛產棉花，質高價廉，自然成為俄國工商業者的首選。他們聯合上書沙皇政府乃至直接上書沙皇，強調中亞棉花對俄國的重要性，請求準許他們在布哈拉等地經商，請求政府在那裏設立領事館。此時俄國剛剛經過農奴製改革，資本主義迅速發展，俄國資產階級迫切要求開辟更廣闊的商品市場和原料產地。正是由於這種種因素的推動，俄國加快了征服中亞的步伐。