Da de islamske armeene inntok Bukhara i 650 fant de et multietnisk, multireligiøs og desentralisert folk, styrt av Bukhar Khudas («Herren av Bukhara»), som også kontrollerte den velstående byen Paykend Men etter et århundre under islam hadde fortsatt mange holdt fast ved sin gamle religion. Mangelen på et sterkt sentralt maktsentrum gjorde at araberne nok kunne vinne raske seire, men de kunne ikke holde på makten i Sentralasia. I virkeligheten kunne Bukhara, sammen med mange andre byer i Sogdia spille det islamske kalifatet ut mot det kinesiske Tang-dynastie. Araberne erobret ikke Bukhara totalt før etter slaget ved Talas i 751. Islam ble gradvis en mer dominerende religion og har fortsatt å være det til vår tid.