羅長枯率領老湘軍一部於4月26日抵達吐魯番，而由哈密。巴裏坤西進的張耀、徐占彪在連克七克騰木、辟展〔都善）、勝金台後，也剛好進抵吐魯番。三部會師，大軍壓境。守敵白彥虎早已聞風西逃，接管防務的馬人得不敢負隅頑抗，開城乞降。清軍順利收複吐魯番。
一切部署妥當。9月，天山南北秋高氣爽，清軍開始了收複南疆八城的作戰。南疆八城又分為東四城和西四城。東四城是指喀喇沙爾、庫車、阿克蘇和烏什。西四城為葉爾羌、英吉沙爾。和聞和喀什噶爾。在此八城之外，白彥虎和阿古柏的殘餘勢力還占據拜城等地。清軍參加作戰的是劉錦棠、張耀二部。劉錦棠部馬步32營，為第一梯隊，擔任主要進攻任務。張耀部馬步16營，為第H梯隊。總兵力為2萬餘人。
9月27日，劉錦棠部主力由托克遜出發西進。10月7日進抵喀喇沙爾，隻見一片水澤，官署民舍，蕩然無存。9月，進人庫爾勒，同樣是一座空城，聞無人煙。原來白老虎劫掠四鄉秋糧後，已脅逼百姓西逃庫車。劉錦棠挑選勁卒2500人，親自率隊先發，急速追趕白彥虎。至18日，清軍6晝夜疾馳900裏，進抵庫車城下。經過一陣激烈拚殺，白彥虎大敗，無心戀戰，繼續往西狂逃。清軍在占領庫車後馬不停蹄，ZI日過拜城，24日克阿克蘇，27日進占烏什。南疆東四城在一月之內便先後回到了祖國的懷抱。
麵對清軍的強大攻勢，西四城守敵軍心大亂，土崩瓦解。和聞叛軍頭目呢牙斯向清軍請降，喀什噶爾守備何步雲反正，率兵占據喀什噶爾回城，並請求清軍速援。劉錦棠得知此情，即分兵數路，分攻喀什噶爾和葉爾羌。12月17日，餘虎恩等收複喀什噶爾。白彥虎、伯克·胡裏等在沙俄的庇護下竄入俄境。ZI日，劉錦棠自率一部占領葉爾羌，24日又占英吉沙爾。1878年1月2日，劉錦棠所派之董福祥一部克複和闡。至此，新疆全境除伊犁地區外，全部光複。
南疆收複的喜訊傳來，左宗棠倍感全身輕鬆。他連忙向清廷上奏折，以最快速度向清朝廷報捷。捷報傳到北京，滿朝文武共同慶賀。左宗棠率清軍以風卷殘雲之勢，速攻南疆各城，英俄兩國見左宗棠部士氣高昂，不敢輕舉妄動，列強蠶食南疆陰謀受到致命打擊。
左宗棠沒有因此而沾沾自喜。在他的心目中，西征偉業還隻完成一半，伊犁還在俄國人手中，收複伊犁將更為重要而又更加困難。此後，他將主要精力轉人武力收複伊犁的籌劃準備。
長期緊張艱苦的軍營生涯，使左宗棠的身體越來越差。衰朽之年的左宗棠再也抗不住朔漠的風寒。1879年夏天，由於風濕性關節炎所引起的皮膚騷癢，一連幾個月折磨得左宗棠寢不安席。1880年春天的一個早上，左宗棠剛剛披衣起床，忽然口吐鮮血，幾乎昏死過去。但是，新疆緊張的局勢使左宗棠不敢放鬆。為了能就近部署伊犁戰事，他決定親自出關。5月16日，左宗棠一路躍馬揚鞭，從肅州出發，一路往西。他身後，一隊威武的士兵抬著一口黑漆棺材，準備隨時馬革裹屍而還。
5月22日，左宗棠行抵玉門關。望著這古關名勝，他沒有從前騷人墨客的哀怨，有的是一腔報國的激情。“壯士長歌，不複以出塞為苦”，“雖知壯不如人，而孤憤填膺，誠有不知髦之已及者’。6月2日行抵安西，15日到達新疆哈密。
來到哈密，左宗棠在城外設置大營，不顧旅途勞累和舊病複發，不怕高溫酷熱，立即著手部署軍事。他一麵調兵強化巴裏坤、古城、安西等重要據點的防務。一麵適員增設驛站，加強天山北路的通信聯係。他還通過書信聯係，反複地與劉錦棠、張唱等商討進兵伊犁的路線和方案。他對收複伊犁信心十足，“生力之軍絡繹而至”，加上當年風調雨順，關內外糧價平減，真是天助我中華。
就在左宗棠抓緊調兵遣將，襪馬厲兵的時候，8月29日，他突然接到清廷的諭旨，要他迅速離開新疆，回北京“以備朝廷顧問”。原來，清廷對於與沙俄軍隊作戰終懷幾分恐懼，加上反對用兵新疆的李鴻章和一些在華外國人的恐嚇，清廷最後還是決定依靠談判來解決伊犁問題。所以，要將一意主戰的左宗棠調離新疆。左宗棠接此諭旨，倍受刺激。他以70高齡，白發臨邊，卻不得一戰，感到十分痛心。但他無可奈何，除了再次向總理各國事務衙門寫信，力主決戰以外，他也隻得於11月中旬啟程人關。
左宗棠大軍人關，沙俄也感到不好對付，狂傲之氣不得不收斂一些。曾紀澤作為中國公使到俄國以外，據理力爭。經過一番唇槍舌劍，終在1881年2月，中俄簽訂《伊犁條約》，沙俄同意將特克斯河穀和穆素爾山口歸還中國。以左宗棠的軍事勢力作為後盾，傑出外交家曾紀澤把老虎口裏的食物奪了過來。
左宗棠在收複新疆過程中立下了不朽功勳，這位自幼便以“今亮”自居湘陰的舉人終於實現了書生報國的願望，在中華民族的曆史上，他是與戚繼光，鄭成功同列的民族英雄。左宗棠率軍西出玉門關，收複新疆的壯舉受到了世人的讚揚，當時有人寫詩道：大將西征人未還，湖湘弟子滿天山。新載楊柳三千裏，引得春風度玉關。
10.嚴整水師固海防戎馬一生憾事多
1881年2月，左宗棠到達北京，人值軍機處，任總理各國事務衙門大臣，並掌兵部事務。5月，朝廷調所部出新疆駐防直隸，並興修滁州等處水利工程。10月，左宗棠奉旨出任兩江總督兼南洋通商事務大臣。當了近九個月京官，左宗棠又出任地方督撫。