В 1865 году назначен наказным атаманом Уральского казачьего войска (с мая по август 1865 года), позже — военным губернатором Туркестанской области (с марта 1866 по 1867, сменил отозванного в Петербург после конфликта со своим начальником Крыжановским и неудачи начатого было похода на бухарскую крепость Джизак, Бухару и Самарканд генерал-майора М. Г. Черняева). Провёл несколько удачных военных операций: взял несдавшийся Черняеву: Ходжент, Джизак, Хау, Ура-Тюбе, Яны-Курган. Освободил попавшее в заложники к бухарскому эмиру в результате действий Черняева посольства в составе астронома К. В. Струве, офицера Генерального штаба, топографа и горного инженера. Покинул Среднюю Азию с повышением после начатой отозванным из Туркестана Черняевым против него — как главного претендента на пост начальника Туркестанского края — склоки. В 1866 году представлен к ордену Святого Георгия 3 класса с формулировкой: "«В воздаяние отличной распорядительности, оказанной в деле 8 мая при урочище Ирджар при поражении главной армии Бухарскаго Эмира»".