末，新疆大部份地方失陷，官军仅保有塔城、库尔喀喇乌苏、巴里坤及哈密一带。此时，西北官军主力正在平定陕西及甘肃的动乱，无暇顾及新疆。俄罗斯帝国则乘乱入侵塔城及额尔齐斯河流域，于1864年10月逼迫乌里雅苏台将军签订《中俄勘分西北界约记》，吞并了新疆巴尔喀什湖以东的大片领土（后来的阿拉木图州）。1864年年底，喀什噶尔的起事者向浩罕汗国求援，导致阿古柏入侵新疆。1865年至1867年间，阿古柏率领浩罕军队消灭了天山以南各地的暴动者政权，在回疆建立哲德沙尔汗国。同治十年（1871年），俄罗斯借机侵占伊犁。