在左宗棠於1867年春季離開漢口之前，他已經意識到，回民的問題不會隨着陝甘的平定而告終結。在左宗棠的同時代人中，很少人甚至沒人具有他所表現出來的整體把握大局的獨特才幹，以及另一種更爲罕見的天賦：在對事情的總體計劃中，恰當地權衡一個問題的每個階段。毋庸置疑，在他的意識深處，甚至在很早的時候，他就已經決定要把帝國的主權一直再次恢復到帕米爾腳下。也許在當時的記載中找不到他就此事說過的隻字片語，因爲他不會緊盯着遙遠的目標而疏忽瞭解決眼前的問題，但是從他在尋求有關新疆的信息時表現出來的興趣來看，可以斷言他腦子裡所想的事情。新疆是他的目標，隨着時間推移，這個目標逐漸靠近。當他在陝西和甘肅緩慢前行時，他的同僚們不止一次認爲他無法鎮壓這兩個省份的回民運動，更不用說抵達新疆了。但是左宗棠一秒鐘也沒有懷疑他能把回民運動平定下去。他就此事表現出來的唯一焦慮，就是他究竟能不能活到完成他爲自己設定的任務的那一天。
北京的當局好像爲其他事務忙得不可開交，以至於把新疆拋到了腦後。接着，在1871年夏季，俄國外交部通知北京：俄隊已經佔領了固爾扎與伊犁河谷，作爲對中國的友好姿態。清政府立刻對新疆寄予極大的關心，開始考慮方法和手段。
清政府的態度在塔爾巴哈臺案例中充分表現出來。回民軍於1865年佔領了朱古察克城，他們試圖與俄國人結下友好的關係。俄國人對他們頗爲冷淡。大約1年以後，在俄方邊境上的中國難民傳播着一個流言，說俄隊正在進軍，要攻佔朱古察克。回民軍頓時慌作一團，放棄了朱古察克，撤退到瑪納斯。整個地區被放棄了若干年。
人們會奇怪，俄國人爲什麼如此剋制，沒有去佔領朱古察克，或者整個塔爾巴哈臺。但是在1871年，當清政府對遙遠西部的局勢如夢初醒時，他們派出一支遠征軍穿過蒙古，重佔朱古察克，並在塔爾巴哈臺的部分地區恢復了一定程度的權力。不過，擔任指揮官的滿人將領榮全沒有做多大的努力來把權力範圍擴展到回民軍控制的地區。
左宗棠在蘭州建立兵工廠主要是爲征戰新疆做準備，他設定了很大的提前量來試驗兵工廠的產品，檢驗該廠爲長期征戰提供軍火的生產能力。他大膽地致力於將回民安置在甘肅的土地上，動用大量兵力協助百姓恢復耕地，那時他就想到了供給問題。他充分地認識到，如果他的部隊進行一次長期而艱苦的征戰，身後卻是一片荒廢的土地，而部隊開進的地區又被造反軍徹底破壞，那麼他的行爲就是愚蠢的。他知道，在向新疆進軍之前，必須把甘肅省變成一個糧食生產基地。
就在左宗棠平定甘肅的同一年，雲南的杜文秀也被徹底鎮壓。於是25年以來，中國內地第一次全面處在當局的控制之下。同一年結束了兩大敵對運動，大大鼓舞了北京當局，剛剛接到攻佔肅州的報告，皇帝立即命令左宗棠前進到長城以外，控制新疆的局面。
左宗棠沒有突然爆發出熱情，卻總是冷靜而有條不紊地提出建議。在他做好準備應對所有可能發生的意外情況之前，他不會貿然踏進新疆。他向朝廷提出忠告：在着手腳踏實地地收復新疆之前，還有大量的籌備工作要做。他用了充足的時間，在他有把握髮動最後的征戰之前，已經過去了多於兩年半的時間。這是他一生中最艱難的時期之一。爲了做好他認爲決不可少的籌備工作，需要大量的銀子。單是爲了供養左宗棠在甘肅的大部隊就要花費很多。他們在這兩年多的時間內絕非無所事事，但是全國其他地區的官員們總是接到向甘肅提供資金的要求，在他們看來，他們是在支撐着一支呆軍。他們開始反對這種做法，上奏皇帝，請求不要爲月復一月仍未看到任何成果的目標而虛靡國帑。
且不說左宗棠很難說服朝廷理解他的費用爲什麼如此巨大，就是把一支軍隊派進新疆所遇到的自然條件的挑戰，也足以讓一名指揮官經受最大的考驗。他們的征程非常遙遠，從一個綠洲臺站進軍到另一綠洲臺站，中間路線漫長，而且臺站稀少。整個路線上水源稀少，沿途採購供給，哪怕在人口最密集的中心城鎮，都是無可指望的。
從肅州沿南路前往喀什的距離，大致相當於從堪薩斯城到洛杉磯的里程。直到哈密爲止，沒有其他道路可以選擇，從哈密向前只有兩條路，一條通往天山以北，一條通往天山以南。從肅州到安西約有480裡，從安西到哈密約有720裡。安西－哈密地區跨越一片戈壁灘，那裡水源奇缺，沒有一個臺站能夠爲較大數目的人和動物提供足夠的飲水。從哈密開始，有一條路翻山向北，直抵北路的巴里坤，距離粗算爲290裡。從巴里坤沿北路可達第一重鎮古城，距離約爲640裡，從古城前往回民勢力在北路的第一個主要中心烏魯木齊大約有350裡。從哈密沿南路前往阿古柏王國的東部中心吐魯番約有800裡。如此看來，要抵達喀什噶爾王國在吐魯番地區的最東邊，左宗棠必須讓他的部隊在荒漠地區行進2000裡；爲了攻擊烏魯木齊地區的回民軍，他的部隊必須行進2500裡。爲了向更爲強大的造反軍主力開戰，他必須跨越這麼長的距離。
在那一時期，甘肅省的邊沿在肅州以西不遠處的嘉峪關。這個鎮子是長城的西大門，修築了防禦工事。隨着肅州易手，平定甘肅的任務已經完成。但在嘉峪關以西，在玉門、安西和敦煌地區，居住着大批迴民，而著名的陝西回民首領白彥虎率領幾千名部衆待在這裡。在哈密大綠洲上，回民建立了一個獨立的王國，擁戴當地的回民首領爲哈密王。在北路，回民似乎未在巴里坤或庫車建立什麼政權，他們只是破壞了這些地區，使城鎮幾乎荒無人煙。因此，在征服阿古柏的王國之前，還有大量的前期工作需要完成。
左宗棠收復新疆的計劃可以概括如下：
一、徹底重組左軍，淘汰冗員，儘可能用最精良的武器裝備作戰部隊。
二、肅清玉門－安西－敦煌地區的白彥虎部和其他回民軍，將從涼州到安西的整個地區組建成擴大的軍事基地。
三、在肅州形成一個大型後勤給養基地，玉門和安西爲分支基地。
四、佔領哈密、巴里坤和古城，在此3地組建前進基地。巴里坤要成爲北路作戰的主要後勤補給基地，哈密則是南路作戰的後勤補給基地。在這些作戰中儘可能少用兵力，以減輕運輸壓力。
五、等到前進基地積累了充足的給養儲備，而運輸可以爲前進基地源源不斷提供給養，便命令部隊從肅州通過哈密－巴里坤－古城一線開進新疆，攻取回民軍的中心烏魯木齊與瑪納斯，然後再次翻越烏魯木齊以南的山嶺，與哈密開出的部隊協同作戰，摧毀阿古柏的王國。
在重組部隊時，他說他裁撤了2萬人，留下141個營，約爲7萬人。［1］不過，除了左宗棠自己的141個營以外，還有其他兵力，其中有金順的10個營，張曜的14個營，以及蘇佔彪的13個營。總計爲178個營，約有8.9萬人。這支軍隊大部分分佈在甘肅全省，主力集結在肅州、高臺、甘州和涼州。他的兵力部署有一個目的，那就是要能在當地解決給養問題，於是他就能運用所有的運力來儲備給養，提供給在長城以外作戰的各路兵力。
1874年春季，金順與張曜向嘉峪關以西推進。《年譜》說，左宗棠給了金順1門克虜伯野戰炮，給了張曜1門克虜伯野戰炮和蘭州製造的10門新臼炮——劈山炮（意思是可以把山劈開），外加10枝德國造的7連發馬克辛來複槍。《年譜》沒有敘述在這一地區進行的戰鬥，只是記載了仲夏期間金順到了安西，張曜到了玉門。不過，俄國旅行家皮亞塞茨基博士在1875年夏季路過安西，他寫道：
我們當然知道安西遭受了戰爭的苦難，但我們見到的毀滅超過我們所有的想象。這個大城鎮已經蕩然無存，只剩下一堆石頭、斷壁殘垣和寺廟的廢墟。在這一大片廢墟的中央，幾個老年居民在搭建草棚。略有不同的是，這裡一無所有，只有蓬生的野草。［2］
1874年夏末，張曜推進到哈密。從安西出發的部隊，必須按照水源地點的供應量分成小批迭次進發。當一個批次抵達一個供水點時，前一批次就會繼續前進。一個批次需要11天才能抵達哈密綠洲。《年譜》沒有提及張曜在哈密的作戰，但皮亞塞茨基又提供了一些材料。在張曜抵達哈密1年後，他也來到了哈密。他就這座城市寫道：
這個城市已經完全毀滅，無從推斷戰前是個什麼樣子。確切地說，新城只是中隊的軍營而已。［3］
張曜在哈密站穩腳跟之後，金順被派往巴里坤，他於1875年1月抵達目的地。這年春天，蘇佔彪奉命從安西開往巴里坤。他抵達巴里坤以後，金順便前進到古城，佔領了此城。左宗棠此時已經佔領了新疆東部，可以在這些前進位置爲他打算派往新疆內地的部隊積累給養。
左軍有了如此大的動靜，阿古柏和烏魯木齊與瑪納斯的回民軍似乎應該意識到這是他們必須做出反應的時候了。如果他們把兵力聯合起來，就可以爲左宗棠造成很大的困難。可是他們什麼也沒做，光是等待。不過，如果他們對左宗棠的前進位置發起攻擊，他們一定會發現，這次作戰跟他們以前與清軍交手時大不相同。左宗棠有5000人在古城，有6500人在巴里坤，還有7000人在哈密，擔任指揮的將領都不是那種袖手旁觀的軍人，而是當敵人靠近時會主動出擊的司令官。單靠回民軍無法對金順和蘇佔彪造成多大的震撼。如果阿古柏決定對張曜發起攻擊，那麼他要奔越的距離，就跟左軍從安西增援哈密要走的距離一樣長。看來左宗棠對各種需求做了最周密的評估。他的兵力可以應對任何緊急事件，但又不會多到對供給造成壓力。每支進軍部隊大部分都是騎兵，可以對付小股敵軍的襲擊。
我們經常可以看到有關左宗棠軍屯部隊的資料。事實上，在外國文獻中有關左宗棠的介紹，幾乎總是將他的新疆之戰與下面的故事聯繫起來：他的部隊在收穫季節之間從一個綠洲推進到另一個綠洲，在每個綠洲都有一次停頓，爲下一次進軍生產糧食。這個故事就像傳奇一樣，無疑將長久與左宗棠的名字捆綁在一起，而類似這樣的傳奇總是包含着一點真實的成分。然而，這還遠遠不是全部的真相。在任何一個國度都很少有將軍解決供給問題超過了左宗棠的難度。我們的確很難找到一位將軍比他更爲成功地解決這樣的難題。在陝西和甘肅，他的征戰區域遭到了破壞效果空前的內戰的摧殘。在他登場以前很久，這裡就遭到了破壞。
與某些人的看法相反，左宗棠的部隊不是破壞性的部隊。他的部隊腳下所踩的廢墟是他的敵人造成的，或者僅僅是實戰產生的後果。他不是粗暴的破壞者，而是偉大的建設者。他很勇猛，但絕沒有報復心。他在佔領一個地方以後，就會馬上着手於建設。在他作戰的地方，運輸是一個巨大的難題。他每到一個地方，都會在部隊的後方開展生產，以減輕運輸的壓力。
爲了做到這一點，他讓士兵們發揮了所有的潛力。他用士兵和牲畜耕犁播種了數萬英畝土地，但他並非總是享有收成。他的做法是，只要土地的主人露面了，他就把已經耕種的土地交還給主人，如果主人沒來認領，他就把土地交給任何一個保證會繼續耕種的人。收穫糧食的時候，他會購買糧食，並且支付好價錢。有時他會用已經不再適合野戰的老兵或輕度殘廢的士兵開墾荒廢的土地，而甘肅在回民運動之後不乏這樣的土地。他們通常播種又收穫，但即便在這種情況下，只要他能找到百姓來繼續耕種，他也會把土地交給百姓，而讓那些軍人到別處開荒。
左宗棠看不出把軍人變成農夫有什麼難處。他曾將此比喻爲用一隻手畫圓而同時用另一隻手畫方形。［4］在他發起新疆戰役的前一年，他命令將領們不要把最優秀的士兵派去種田，而是要挑選那些平凡和較差的士兵去做這些工作。顯然，只要想到會有一個士兵吃閒飯，他就會感到不安。只要實戰不是迫在眉睫，他總是能爲部隊找到活幹——某種可以爲朝廷節省銀子的活。他說，他的部隊在甘肅爲恢復重建所做的工作，爲朝廷節約了數百萬兩銀子。
在從涼州西達肅州的那個地區，甚至在玉門和安西的谷地裡，按照時令從事的糧食生產非常明顯。由於回民運動，這個地區一度荒無人煙，而左宗棠把他的士兵派到田裡耕作，耕地，播種，修築灌渠，總之要使土地產出糧食。與此同時，他竭盡全力鼓勵百姓進入這個地區定居。他對定居者大加獎勵，以優厚的價格購買他們生產的所有餘糧。他不願讓百姓捐糧，堅持要官府爲他們提供的給養付款。就是這樣，他非常成功地在這個遭到破壞的省份迅速地召回了居民。他的部隊種糧的實際產量，爲他的大部隊供給不了多久的軍糧，但是他獎勵百姓種糧的舉措，確實成爲部隊供給的很大因素。