Первым делом была взята крепость Ниязбек, где располагались гидравлические сооружения ташкентского водопровода. В начале мая отряд Черняева встал лагерем в восьми верстах от Ташкента.
Спустя несколько дней произошло крупное сражение с главными силами Кокандского ханства во главе с муллой Алимкулом. Несмотря на численный перевес противника, русское войско уверенно обратило его в бегство, сам Алимкул был смертельно ранен, а среди защитников Ташкента начались брожения. В итоге верх взяли сторонники союза с Бухарским эмиратом (в основном – духовенство и военные), к эмиру отправили гонца с предложением верноподданства. Узнав об этом, Черняев решил усилить блокаду города, перекрыв основные подходы к нему.
Однако вскоре стало известно, что эмир двинул войско к Ташкенту, и русский отряд мог быть зажат меж двух огней. Чтобы избежать этого, Черняев решился на штурм города. При этом в его распоряжении было чуть менее двух тысяч солдат и 12 орудий, а в городе, по оценкам Терентьева, было до 80 тысяч вооружённых жителей и 63 орудия, которых защищала крепостная стена длиною 24 версты. В то же время протяжённость укреплений была и минусом для защитников, ведь гарнизон был рассредоточен. В итоге решено было ударить с юго-запада – по Камеланским воротам. К слову, именно в этой части города жили в основном сторонники союза с Бухарой, поэтому овладение ею могло быстро склонить остальное население, среди которого была сильна и русская партия, к сдаче Ташкента.
Расчёт в целом оказался верным. Камеланские ворота благодаря фактору внезапности были быстро взяты под покровом ночи, после чего русские войска двинулись вдоль крепостной стены, опрокидывая неприятеля. Завязались упорные городские бои, только что вроде бы очищенные улицы немедленно вновь занимались защитниками города, как только русские солдаты уходили дальше.
Ближе к утру Черняев принял решение оградить свой отряд у Камеланских ворот от остальной части города сплошной стеной огня. Нужна была передышка и хотя бы краткий сон – взять весь Ташкент одним приступом было невозможно из-за малочисленности отряда. Этот приём также сработал – контрнаступление противника было сорвано, пытавшийся прорваться сквозь огонь неприятель был хорошо виден в ночи, из-за чего попадал под прицельный огонь.
Наутро бои развернулись с новой силой, но вместе с тем к Черняеву стали являться делегации аксакалов и торговцев, заявлявшие о лояльности российскому императору и просившие прекратить огонь. Окончательно всё успокоилось на вторые сутки боёв – город сдался на милость победителя.
Совсем иначе сложилась судьба российской армии на Дальнем Востоке. Мукденское сражение Русско-японской войны 1904–1905 годов часто сравнивают с битвой при Седане (1 сентября 1870 г.).