Несмотря на отчаянное сопротивление, красноармейцы 6 февраля ворвались в город. Многие его защитники погибли, другие эвакуировались пароходами в Персию, почти 1600 человек сдалось в плен. Так был ликвидирован закаспийский участок Туркестанского фронта.
Примерно в то же время другие большевистские полки атаковали Хиву. После недолгого, но ожесточенного боя хивинское войско было разбито, хан Джунаид бежал, а вместо Хивинского ханства образовалась просоветская Хорезмская Народная республика.
К весне 1920-го единственной неподвластной большевикам территорией в Средней Азии оставался Бухарский эмират. Но, несмотря на мирный договор с эмиром Сеидом-Али, советское командование не собиралось долго терпеть у себя в тылу этот, по словам М.В. Фрунзе, «очаг мракобесия и средневекового варварства». Пока руки у красных были связаны на других фронтах, они всеми силами старались задобрить эмира, чтобы обеспечить его нейтралитет: дарили подарки, уверяли в вечной дружбе. Но вот, дошла очередь и до него.
С июня началась широкомасштабная подготовка к войне. Русские поселки вдоль Азиатской железной дороги на глазах превращались в военные лагеря, а по самой железной дороге стали ходить бронепоезда. У станции Каган, всего в 12 километрах от Бухары, спешно возводился аэродром. В июле там приземлились самолеты 43-го 11-го и только что переброшенного в Туркестан 25-го авиаотрядов. Эмир пытался протестовать, но его уже никто не слушал.
В конце августа большевистский план по захвату Бухары начал воплощаться в жизнь. 28-го в кишлаке Сахар-Базар вспыхнуло инспирированное советскими агентами восстание. Восставшие, разумеется, тотчас же обратились за помощью к «братской» Красной Армии. И помощь не заставила себя ждать. 29-го войска под командованием Фрунзе перешли границу эмирата и уже к вечеру были у стен Бухары. На рассвете того же дня «Фарманы» и «Сопвичи» с аэродрома Каган впервые бомбили столицу эмира. В налете участвовало 12 машин.
Бухару окружали старинные кирпичные стены высотой 10 и толщиной до 5 метров, против которых были бессильны трехдюймовые полевые орудия. Но утром 30 августа советские пушки снесли Мазари-Шарифские ворота крепости, и в пролом устремились штурмовые колонны пехоты. Однако воины эмира контратакой отбросили наступавших. Потеряв до 500 человек, красноармейцы отошли на исходные позиции. За ночь бухарцы заделали пролом.
31-го к Бухаре подвезли тяжелые гаубицы. Весь день продолжался артиллерийский обстрел и воздушные бомбардировки города. Поскольку аэродром находился совсем рядом, красные летчики действовали «конвейерным методом»: взлетали, сбрасывали бомбы, садились, а через несколько минут, взяв очередную порцию «гостинцев», опять шли на взлет. Такая интенсивная работа не могла не сказаться на технике. С каждым разом в небо поднималось все меньше и меньше машин. Выходили из строя моторы, текли баки, ломались шасси, рвались амортизаторы. Были случаи, когда двигатели отказывали прямо над целью. Но так как советские войска стояли всего в двух километрах от Бухары, у летчиков всегда оставалась возможность спланировать до своих позиций.