С 31 августа 1920 года руководил штурмом крепости Старой Бухары в ходе Бухарской операции. Организовал преследование эмира, бежавшего с отрядом вооруженной охраны в Восточную Бухару. В ноябре 1920 г. приказом командующего 1-й армией Г. В. Зиновьева все советские войска в пределах Бухарской Народной Советской Республики были сведены в Бухарскую группу войск. С ноября 1920 по март 1921 член Реввоенсовета и помощник командующего войсками Туркестанского фронта.