Kun Venäjä sai päätökseen Kaukasian sodan, se kohdisti katseensa Keski-Aasian vallotuksia kohtaan. Vaikka Keski-Aasian maantieteellinen eristyneisyys hidasti Venäjän joukkojen etenemistä, Buharan kaanikunta valloitettiin vuonna 1868 ja Hivan kaanikunta vuonna 1873. Molemmista kaanikunnista tehtiin venäjän protektoraatteja. Kokandin kaanikunta valloitettiin vuonna 1875 ja liitettiin osaksi Venäjän Turkestania. Vuoteen 1876 mennessä koko nykyisen Uzbekistanin käsittävä alue oli joko suoraan Venäjän hallinnon alainen tai sen protektiraatti. Buharan ja Hivan kanssa laaditut sopimukset antoivat Venäjälle valtuudet hoitaa näiden ulkosuhteita ja venäläiset kauppiaat saivat merkittäviä myönnytyksiä ulkomaankaupassa. Kaanikunnat säilyttivät oman sisäisen hallintonsa.