新购置的武器运送到新疆之后，西征军的一应准备便都充足了。收复南疆的计划便开始提上日程。
左宗棠开始频频和刘锦棠通信，反复与之商讨如何大好吐鲁番之战。依照刘锦棠的意思，应该把古城、巴里坤等地的官军全都调集到乌鲁木齐，击中兵力南下，然后以多战少，逐个攻克达坂城、托克逊和吐鲁番。
这种意见一来是刘锦棠年轻气盛，好勇斗狠，喜欢硬碰硬的性格使然，另一方面，也是他好大喜功，想要掌管更多的军队。
左宗棠明白他的意思之后，表明他不同意这种战术，他的意思是兵分三路，分进合击。刘锦棠所率领的两湘军，从乌鲁木齐南下，直接攻击达坂城。另外两路分别从哈密和巴里坤初犯，到吐鲁番东面之后回合，然后合力进攻吐鲁番。刘锦棠攻克达坂城之后，吐鲁番这边必然也能够获胜，刘锦棠南下，攻克吐鲁番的官军西进，两军再回合攻击阿古柏最后的防守线托克逊。
左宗棠这样的部署，是为了让敌军相互之间不能够相顾。因为吐鲁番、托克逊以及达坂城三者之间，本就是犄角之势。刘锦棠若是想要逐个攻击，相当于是同时攻击三个城池。只要吐鲁番稍有所动，托克逊以及达坂城的敌军必然会星夜来支援，到时候一场混战，成败孰难预料。而要是兵分两路，阿古柏所布置的犄角防御便不能够起作用了。而且这样三路分进，可以防止敌军向东或者向西回窜，只能逼着他们朝南面溃败，最后被一网打尽。
听到左宗棠的意见之后，刘锦棠心里十分的服气，不得不说姜还是老的辣。左宗棠特别叮嘱，官军一定要纪律严明，不可滥杀无辜，不能烧杀抢掠。对于投诚过来的民众，一定要善待，尤其是收复一地之后，立即要办好善后工作，给赈粮，给种子，给种羊。
阿古柏虐待民众，官军则要以仁抚慰，阿古柏贪取于民，官军则要以宽容待之。要让当地的民众感觉到他们是脱离了虎口进入了慈母的怀抱，只要这中风声一传播开来，民众欢呼雀跃踊跃积极地支持官军，胜得过千军万马。在这武力收复新疆只是一时之计，只有待之以宽，才是长治久安的办法。
一切准备给就绪之后，光绪三年，也就是一八七七年四月十四日，刘锦棠的主力一万五千人，从乌鲁木齐出发，朝着达坂城进军。官军赶到达坂城的时候还是黎明十分，然而敌军哨探十分机敏，很快发现了官军的动态，立马引湖水灌注城外沼泽，泥水深至马腹。
刘锦棠当即率领大军下马涉过泥水，徒步而行，很快便直逼城下。
天亮雾气散开之后，敌军才发现官军已经把达坂城团团围住。刘锦棠并没有急于进攻，而是骑着马巡视阵地，同时让士兵喊话道：“城上的人听清楚了，本将军是新疆前敌营总办刘锦棠，现在我们已经将达坂城团团围住。你们要是现在投降，除了恶首，其余兵勇概不追究，若是负隅顽抗，破城之后将一个不留！”
然而这样的喊话并没有作用，阿古柏的人十分凶悍，二话不说直接开火，当是时枪炮之声不绝于耳，眼前弹如珠帘，刘锦棠的亲兵多人手上，刘锦棠自己的战马也受了重创。众人都劝身先士卒的他赶紧躲进战壕之中，他却坚决不同意。
等着城墙上的枪声稍微一歇，他立马站起身来朝后喊道：“本将军今天就要让这些反贼看一看，我们楚军男儿绝不是贪生怕死之辈，每一个都是久经沙场的英雄好汉！现在他们放完抢，该我们上了！弟兄们，给我冲！”
这一招当即奏效，大家看到大将军亲自跑在最前面，一个个立马冲出战壕朝着城墙而去，随着攻城炮一发借着一发落上城头，城头上一片接着一片的叛贼被打倒。城内的敌军看到全城背围，本就有些缺乏斗志，此时看到官军视死如归，更是心惊胆战，头领们找到大总管爱依达尔忽里，要求立即突围西撤。
激战一天之后，官军虽然勇猛，但是并没有明显的进展，然而当天夜里，却有民众逃了出来，报告城内的去情况。刘锦棠得知敌军已无斗志，命令士兵没人点两只火把，稀疏列阵，城外当时亮如白昼。敌军登上城楼放眼一看，根本看不清官军有多少人，只看得四处火光，还以为又有官军来支援，更加是惶惶难安。
胡雪岩购置的新式攻城炮由于太重，行军途中一直在队伍最后边，这个时候大炮也正好运到了阵前。看到这比人还高的大炮，刘锦棠哈哈大笑：“这就是那个什么普洛斯后膛螺丝跑是吧？炮弹这么少，平时训练都舍不得打一发，现在给我装上炮弹，狠狠给他们招呼！”
有参将说道：“将军，一路奔波，刚到达坂城便经过一天的激战，大家都很累了，我看还是安营扎寨，休息一晚明天再战吧！”、
刘锦棠闻言回身问自己的亲兵：“你们是要在城外过夜，还是要在城里面睡个舒服！”
“我们要到城里面睡！”
刘锦棠哈哈大笑，喊道：“开炮！”
暗夜之中，突然想起一声炮响，只听得官军敌军全都一愣，紧接着就看到城墙上一团火光，犹如烈火烹油，十分壮观！、
站在大炮旁边的刘锦棠都被吓了一跳。
紧接着炮声此起彼伏，由于初次上手，有几个炮兵打偏了，然而没打到城墙上的有的落在城外，有的却落在了城外。正巧有一发炮弹落到了城内的火药库房之中，只听得一声巨响，仿佛山崩地裂，再加上暗夜起风，风助长了火势，一时间大火迅速蔓延。
而此时的城墙也早已经被炸开了数段，刘锦棠当即下令，攻入城内。
城内的敌军本还想着到了夜晚，趁着夜色好逃跑，谁承想官军仿佛不会到累似的，打了一天之后毫不休息，直接又开战。
经过半天的战斗，敌军被击毙两千多人，其余地也纷纷投降，阿古柏的大总管也成了俘虏。南疆第一门户重镇被官军攻克。
事后刘锦棠没有再滥杀无辜，而是按照左宗棠的吩咐，将被胁迫附敌的维吾尔族和其他各民族以前余人一律释放，并发给他们粮食和衣服，让他们各自归反原籍。