一、收復新疆和「緩進急戰」、「先北後南」方針的確定
當阿古柏入侵新疆和俄國強佔伊犁之際，清王朝正忙於鎮壓內地人民起義。其間，清政府曾命烏魯木齊提督成祿自甘肅赴新疆，會同尚留在巴裡坤的烏魯木齊都統景廉收復烏魯木齊。但成祿一直逗留於甘肅高台，遷延不進。1873年，鎮壓陝甘回民起義的肅州（今甘肅酒泉）之役結束後，清政府便抓緊收復新疆的準備工作，將成祿革職拿問，改派參加肅州之役的原烏里雅蘇臺將軍金順率軍（包括成祿舊部）１出關，屯於巴裡坤。景廉部則由巴裡坤進駐古城。隨金順出關的還有涼州副都統額爾慶額騎兵一營一起（一起相當於半個營）。先於金順出關的則有廣東陸路提督張曜所統河南嵩武軍十四營（步兵十二營、騎兵二營），屯於哈密。出關的金、張、額三軍的總人數共計一萬數千人。1874年9月，清廷命景廉為欽差大臣督辦新疆軍務，以金順為幫辦大臣；又命陝甘總督左宗棠督辦關外糧餉轉運事宜，以侍郎袁保恆為幫辦。
正當清政府陸續派兵出關，準備收復新疆之際，日本侵犯台灣２，東南沿海防務吃緊，於是在清政府內部出現了一場塞防與海防的爭論。當時同治帝（清穆宗載淳）剛死，光緒（清德宗載淳）新立，西太后那拉氏臨朝稱制，因此，清政府在收復新疆問題上一度猶豫不定，難以決策。直隸總督兼北洋大臣李鴻章主張放棄塞防（也就是放棄新疆），專重東南沿海的防禦。他聲稱「新疆不復，於肢體之元氣無傷；海疆不防，則腹心之大患愈棘」３，要求把用兵新疆的費用移作海防之餉。陝甘總督左宗棠則主張塞防與海防不可偏廢。他認為「東則海防，西則塞防，二者並重」，而當務之急則是立即出兵收復新疆。「若此時即擬停兵節餉，自撤藩籬，則我退寸而寇進尺，不獨隴右堪虞，即北路科布多（今蒙古吉爾格朗圖）、烏里雅蘇臺（今蒙古扎布哈朗特）等處，恐亦未能晏然。是停兵節餉，於海防未必有益，於邊塞則大有所妨」。１
左宗棠鎮壓過太平天國和陝甘回民起義，但在國家領土完整遭到嚴重危害的關頭，他主張抵抗英俄侵略，收復新疆，是符合中華民族利益和新疆各族人民願望的。清廷在全國輿論要求抵禦英俄及其走狗阿古柏的侵略的壓力下，採納了左宗棠等人的愛國主張，於1875年（光緒元年）4月正式作出了收復新疆的決定。5月3日，任命左宗棠為欽差大臣，督辦新疆軍務，以金順為烏魯木齊都統，仍幫辦新疆軍務。同時，撤銷了景廉和袁保恆在新疆的任職，調回北京，從而使左宗棠掌握了收復新疆的最高指揮權。景廉調京後，所部各營由金順接統。
左宗棠認為，阿古柏已與白彥虎、馬人得等勾結在一起，佔據了新疆大部地區，控制著南疆和北疆的許多戰略要地及交通要道，是當前的主要威脅。沙俄雖然居心叵測，但對於佔領伊犁地區，曾假惺惺地表示「並無久佔之意」，「俟關內外肅清，烏魯木齊、瑪納斯各城克復之後，即當交還」。２因此，決定以消滅阿古柏入侵勢力為第一期作戰目標，而驅逐伊犁地區的沙俄侵略軍則作為第二期作戰目標。
根據敵我情況和新疆地區的地理條件，左宗棠提出了一個「緩進急戰」、「先北後南」的戰略方針。
關於「緩進急戰」。新疆地處西北邊陲，遠離內地，交通不便，人煙稀少，產糧不多。經過長期的鎮壓陝甘回民起義的戰爭之後，陝甘地區的糧食十分缺乏；新疆地區也由於連年戰亂，「戶口凋敝，田地荒蕪」１，糧食同樣短缺。因此，左宗棠認為：「糧運兩事為西北用兵要著，事之利鈍遲速，機括全繫乎此。」２鑒於這種情況，宜采勸緩進」的方針，以充分做好兵員的調集，軍餉的籌措，糧食的採辦、轉運和屯集，以及軍火的購制等工作。又鑒於運輸線過長，極易遭敵襲擾和切斷，決定在糧運和進軍出發地準備好之後，則力求速戰速決，避免曠日持久。
關於「先北後南」。在作戰方向上，是先北後南，還是先南後北，開始清政府內部的看法並不一致。景廉在1874年曾有對天山南北同時發起進攻的三路並進的方案；1875年春，清廷又發出「張曜，宋慶兩軍，或北至古城，合兵進取，或由南路進攻吐魯番」３的諭示。左宗棠受命之後，主張首先收復北疆，然後進軍天山南路。從敵情方面看，當時，阿古柏的主力部署在天山以南，天山以北主要是馬人得、白彥虎等武裝，力量較弱。因此，左宗棠認為：「官軍出塞，自宜先剿北路烏魯木齊各處之賊，而後加兵南路」。當北路進兵時，阿古柏有可能督軍北援，經過幾次較大的戰鬥，馬、白等部或可殲滅，而阿古柏軍亦多就戮，「由此而下兵南路，其勢較易，是致力於北而收功於南也」。４從地理條件看，左宗棠認為「北可制南，南不能制北」５，因而亦應先北後南。清軍當時尚控制哈密、巴裡坤、古城、濟木薩等要點，可以保障新疆與內地的交通。尤其是天山東部的哈密，系新疆通往內地的咽喉，東北與烏里雅蘇臺相呼應，地理位置十分重要。清政府雖然失去了吐魯番、烏魯木齊等要地，但仍有哈密、巴裡坤可以作為進軍北路的進攻出發地和補給地。只要收復了烏魯木齊，就能扼其總要，駐守有地，然後加兵南路，勝利的把握就更大了。此外，左宗棠還考慮到，首先克復烏魯木齊，對於制止伊犁俄軍東窺，也是大有裨益的。
對於具體的進軍方案，左宗棠本著「兵事未可遙度，然大致必須先為籌及」的精神，也作了安排，大體步驟是：「先北路而後南路」，進攻古牧地，烏魯木齊時，如果阿古柏敢於增援北路，則「猛打數仗」，「挫其凶鋒」，以張軍威；北路克復後，劉錦棠部「下兵南路」，與此同時，張曜部由哈密西攻吐魯番，「節節掃蕩而前」，「壯後路聲威」，以保證劉錦棠部「長驅大進」；待「吐魯番之守既固，後路無虞」之後，張曜、徐占彪所部「分途並進，一向阿克蘇，一向葉爾羌，則南路大局亦可速定」。１
二、以籌糧、整軍為中心的戰爭準備
為保障收復新疆的戰爭得以順利進行，清軍根據左宗棠所提出的戰略方針，進行了較充分的戰爭準備。
（一）籌集軍餉
進軍新疆，主要是繼續使用原陝甘軍費中的各省必協餉，即浙江、廣東、福建等省的協餉和上海、福州、廣州、漢口、寧波五個海關的關稅，以及浙江、湖北、江西、福建、廣東、江蘇、安徽七省的釐金。此外，還通過舉外債、借商款等辦法，較快地解決了所需的大批軍餉。軍費的數量是龐大的，僅外債一項，據統計，自1875年4月至1881年5月，由左宗棠承借和胡光墉經手，以「西征借款」名義，先後向麗如、怡和、匯豐三個洋行借銀就達一千三百七十五萬兩之多１。
（二）采運軍糧
左宗棠組織了一套龐大的機構，專門負責軍糧采運工作。糧源和糧運線分為南、北兩路。南路以肅州為起站，在此設一糧局，採購甘州、涼州、肅州等府州糧食。北路以歸化（今內蒙呼和浩特市）為起站，在此設置西征采運總局，並在包頭、寧夏（今寧夏銀川市）等地設分局，採購歸化、包頭、寧夏一帶的糧食，經由外蒙古南部商道運送到巴裡坤和古城等地；同時，大力在烏里雅蘇臺、科布多一帶採購糧食，逕運巴、古等處備用。在運輸方法上，南路安西以東以車運為主，安西至哈密，哈密至巴裡坤，均用駝運，在肅州、安西、哈密各建可存糧二萬石的倉庫，採取節節轉運的方式；北路以駱駝運輸為主，採取直達方式，即由歸化駝行三十餘日直抵巴裡坤。截至1876年夏季為止，運存於安西、哈密、巴裡坤、古城等處的軍糧達二千餘萬斤。這些糧食主要是供給軍隊開進和戰爭初期的需要，爾後主要靠就地取傍和軍屯生產解決。
左宗棠深知僅靠關內運糧是不行的，因而強調塞外用兵「非力行屯田不可」，並且認為，「要籌軍食，必先籌民食，乃為不竭之源」，民有餘糧，「皆可給價收買，何愁軍糧無出？官軍能就近買糧，省轉運之費不少」。２在就地取傍中，巴裡坤、古城、濟木薩（今吉木薩爾）一帶約可購糧四五萬石。軍屯產糧為數也不少，僅張曜部在哈密屯墾的二萬畝地，每年就產糧數千石。在大力屯墾的同時，為了改變邊塞荒涼和交通不便情況，左宗棠還下令大力築路，並夾道植柳，後人稱「左公柳」。１
通過俄商購糧也是一條途徑。「俄商」索斯諾夫斯基（沙俄陸軍上尉）願意採買五百萬斤糧食包運到古城。另一「俄商」也攬辦了一千萬斤糧食，由烏蘇包運到昌吉。這批糧食實際上是伊犁地區出產的小麥。俄國准許出售糧食的真實目的，是企圖利用軍糧問題達到其坐觀局勢變化，伺機干預和梗阻清軍的行動。２但是，由於阿古柏反動政權的迅速瓦解，沙皇俄國未能達到其不可告人的目的。
清軍從肅州至哈密的進軍是很艱苦的。這段路程一千五百八十里，人煙稀少，水草缺乏，行軍十分困難。從肅州到安西一段六百六十里，清軍的開進方法是，先將甘、涼的糧秣運至肅州，再由肅州運至玉門，然後第一批部隊開至玉門就食，接著用私駝把玉門存糧運往安西，騰出部隊輜重隊回肅州轉運第二批糧食，第二批部隊再隨之出發。余均仿此辦理。部隊抵安西之後，稍作停頓，又分批前赴哈密。由安西到哈密一段九百二十里，一路戈壁，水草為艱，由於每日宿營地的水源不足千人之用，所以每批一千人，裹糧而行。
（三）整頓軍隊
左宗棠認為：「自古關塞用兵，在精不在多。」１鑒於鎮壓陝甘回民起義的肅州之戰剛剛結束，「各軍勞乏過甚，損折亦多，亟須整理，……若干各營中零星抽撥，湊合成營，則兵將兩不相習，恐難驟收實效」，因此，他主張在進軍新疆以前，「酌量汰撤，稍節虛糜」。２截至1875年初，各路楚軍和原在甘肅的部隊陸續裁遣四十餘營（二萬餘名），僅存一百四十一營，省常年餉銀二百餘萬兩。３其中金順所部原來號稱三十營，成祿舊部號稱十七營，經過整頓，兩部合併為二十營，減少二十七營。原在新疆的景廉舊部號稱三十七營，由金順接統後，汰弱留強，歸並為十九營。其他原在新疆的部隊也都先後逐加甄別裁併，以免虛糜糧餉。
（四）改善裝備
通過十九世紀六十年代大量購買外國武器裝備，加之洋務運動４中興辦起來的軍事工業陸續投入生產，為改善軍隊裝備提供了一定條件。左宗棠接任陝甘總督以來，先後在西安、蘭州創設製造局，就地製造軍火，並在上海、漢口、西安等處設立采運軍需軍火的專門機構。這些固然是為鎮壓陝甘回民起義而設，但對於爾後收復新疆的戰爭，無疑也起了重要作用。至1874年，蘭州製造局已能仿造當時較為先進的德國後膛開花炮和後膛七響槍，並改進部分清軍舊式槍炮，以圖「參中西之法而兼其長」１。鑒於阿古柏匪軍的槍炮多系英國裝備，數量較多，左宗棠也給出關清軍補充了大量槍炮彈藥（多系德國製造），從而改善了軍隊的武器裝備。
清軍經過兩年多的戰爭準備之後，於1876年開始了收復新疆的作戰