Завоевание Хивинского ханства осуществлялось силами четырёх отрядов, выступивших в конце февраля и начале марта 1873 из Ташкента (генерал-адъютант и генерал-губернатор Северо-Западного края К. П. Кауфман), Оренбурга (генерал-майор Н. А. Верёвкин), Мангышлака (полковник Н. П. Ломакин) и Красноводска (полковник В. И. Маркозов) (по 2—5 тысяч человек) общей численностью 12—13 тысяч человек и 56 орудий, 4600 лошадей и 20 тысяч верблюдов. Командование всеми отрядами было поручено туркестанскому генерал-адъютант К. П. Кауфману.

Выступив 26 февраля с Эмбинского поста, Оренбургский отряд генерал-майора Н. А. Верёвкина через степи, занесённые глубокими снегами, направился к Хиве. Поход был в высшей степени труден: начат суровой зимой, он закончился в палящую жару в песках. Во время пути почти ежедневно происходили стычки с хивинцами. 14 мая авангард Оренбургского отряда соединился с Мангышлакским отрядом полковника Н. П. Ломакина.

20 мая и 21 мая хивинцы попытались преградить путь русским отрядам сначала у Ходжейли, затем у Мангыта. Выдержав атаки туркмен русские разбили хивинцев и взяли Мангыт, который был сожжён. Потери хивинцев в двухдневном бою до 3000 убитыми. Несмотря на потери, 22 мая хивинцы вновь попытались атаковать русских у Кята, но снова потерпели поражение и попытались вступить с русскими в переговоры. Однако Н. А. Верёвкин не принял послов и продолжил движение к Хиве.

26 мая соединившиеся Оренбургский и Мангышлакский отряды подошли к Хиве с севера и 28 мая оба отряда расположились на позиции напротив Шах-абадских ворот Хивы; 28 мая соединённые отряды штурмовали ворота, Н. А. Верёвкин при штурме был ранен в голову и командование перешло к полковнику В. С. Саранчёву. 29 мая к Хиве с юго-востока подошёл Туркестанский отряд генерал-адъютанта К. П. Кауфмана и вступил в Хиву с южной стороны, было объявлено перемирие и хивинцы капитулировали. Однако из-за господствовавшего в городе безвластия, северная часть города не знала о капитуляции и не открыла ворота, что вызвало штурм северной части стены. Михаил Скобелев с двумя ротами штурмовал Шахабатские ворота, первым пробрался вовнутрь крепости и хотя был атакован неприятелем, но удержал за собой ворота и вал. Штурм был прекращён по приказу К. П. Кауфмана, который в это время мирно вступал в город с противоположной стороны.

Красноводский отряд полковника В. И. Маркозова из-за отсутствия воды был вынужден вернуться в Красноводск и во взятии Хивы участия не принимал.

В Хиве было освобождено 10 тысяч рабов, на хивинского хана была наложена контрибуция в 2,2 млн рублей. Однако со взятием Хивы боевые действия не закончились. Туркменские племена отказывались подчиняться России. Для наказания непокорных племён К. П. Кауфман выслал 2 отряда, которые настигли туркмен 14—15 июня у Кокчука и разбили их. Потери туркмен составили более 2 000 убитыми, было сожжено 14 селений.

Боевые потери русских войск составили 33 убитых (4 офицера и 29 нижних чинов) и 124 раненых (2 генерала, 18 офицеров и 104 нижних чина):

туркестанский отряд: убиты 2 офицера и 6 нижних чинов, ранены 1 генерал, 8 офицеров и 41 нижний чин;

оренбургский отряд: убиты 1 офицер и 5 нижних чинов, ранены 1 генерал, 2 офицера и 11 нижних чинов;

мангышлакский отряд: убиты 7 нижних чинов, ранены 7 офицеров и 45 нижних чинов;

эскадра Аральской флотилии: убиты 1 офицер и 11 нижних чинов, ранены 1 офицер и 7 нижних чинов.