Для подготовки штурма крепости был открыт огонь из 12 орудий, на который стали отвечать кокандские пушки из амбразур. Отлично пристрелявшаяся артиллерия скоро заставила замолчать неприятельскую, после чего были двинуты два батальона под командой генерала Головачева на штурм укрепленной позиции; 3-я рота 1-го стрелкового батальона штабс-капитана Федорова, перебравшись через ров с водой, вскочила в укрепление и, переколов штыками защитников, взяла 13 орудий; а три роты 2-го стрелкового батальона майора Ренау захватили восемь орудий.
Направленный для штурма самой махрамской крепости 1-й стрелковый батальон выдержал сильный ружейный огонь с крепостных стен. Бросившись к воротам и выломав их, роты этого батальона быстро заняли фасы крепости и открыли частый огонь по бежавшим к берегу реки толпам кокандцев. Через час крепость была в наших руках и над ней развевался значок стрелкового батальона. Трофеями были орудия, взятые с бою: 24 — на укрепленной позиции и 16 — в крепости, всего 40 орудий.
Одновременно с движением пехоты на штурм позиции для прикрытия ее правого фланга была выдвинута кавалерия, обстрелявшая неприятельскую позицию с фланга, а ракетами — показавшиеся конные толпы кокандцев. После этого полковник Скобелев направился в тыл неприятельского расположения, чтобы отрезать путь отступления частям кокандцев. Оставив полусотню для прикрытия артиллерии, Скобелев с дивизионом быстро подошел к махрамским садам, перейдя через широкий и глубокий овраг.
В это время на берегу Сырдарьи показалась масса отступавших кокандцев с орудиями и значками. Ни на минуту не задумываясь, Скобелев во главе дивизиона бросился в атаку на эти огромные толпы, врубившись первым в середину кокандской пехоты вместе с войсковым старшиной Рогожниковым и старшим вахмистром Крымовым. Этот лихой налет произвел страшную панику в рядах кокандцев, обратившихся в беспорядочное бегство. Взяв с бою два орудия, казаки гнали кокандцев более десяти верст, но, наткнувшись внезапно на новые скопища, числом до 12 тысяч человек, Скобелев, пустив несколько ракет по ним, вернулся к Махраму, так как силы были неравны, а люди и лошади слишком утомлены. Трофеями боя под Махрамом были 40 орудий, 1500 ружей, до 50 бунчуков и знамен и много пороху, снарядов и запасов продовольствия.
Впоследствии оказалось, что под Махрамом были сосредоточены все силы кокандцев, общей численностью до 60 тысяч человек. Сам Абдурахман-Автобачи, командовавший войсками, потерпев такое ужасное поражение, бежал с незначительными силами.
Моральное значение Махрамского боя было чрезвычайно велико и наглядно показало кокандцам силу русских войск. Махрамская крепость была обращена в опорный и складочный пункт, и в ней был оставлен русский гарнизон из двух рот и 20 казаков.
Поражение кокандских войск открыло дорогу к Коканду, и 26 августа генерал Кауфман двинулся к столице ханства, которая и была занята 29 августа; хан Наср-Эддин, изъявив полную покорность, в течение всего пребывания генерала Кауфмана являлся к нему ежедневно с докладом о полном спокойствии, наступившем среди городского населения. В то же время из восточной части ханства приходили крайне тревожные вести, подтвердившие, что в городах Маргилане, Асаке и Оше вновь собирались мятежники под предводительством Абдурахмана-Автобачи. С прибытием в Коканд транспорта с запасами генерал Кауфман направился к Маргилану, жители которого не только выслали депутацию, но и привезли девять пушек.
В ту же ночь Абдурахман ушел из-под Маргилана, бросив весь свой лагерь. Для преследования его был выслан отряд из шести сотен, двух рот пехоты и четырех орудий под командованием полковника Скобелева. Сильный духом и отличавшийся безумной смелостью, будущий полководец преследовал мятежников безостановочно по долинам и горным ущельям до урочища Минг-Булак; здесь произошла первая стычка с войсками Абдурахмана-Автобачи. Не выдержав натиска, кокандцы отступили, а казаки, преследуя их на расстоянии более 10 верст, захватили много ружей и арб с имуществом. Лишь крайнее утомление лошадей и людей, преодолевших перед этим до 70 верст, принудило Скобелева на время приостановить преследование и после отдыха двинуться к Ошу.
Этот решительный налет произвел огромное впечатление на туземцев, в глазах которых Автобачи разом упал и резко обнаружилось его бессилие; из городов Андижана, Балыкчи, Шарыхана и Асаке одна за другой стали прибывать к генералу Кауфману депутации с изъявлением полной покорности. Общее миролюбивое настроение жителей и переход на нашу сторону главных помощников Автобачи служили доказательством, что с восстанием почти покончено; признав цель похода уже достигнутой, генерал Кауфман заключил договор с кокандским ханом, согласно которому вся местность по правому берегу реки Нарына с городом Наманганом отошла к России с образованием Наманганского отдела, куда и были отодвинуты русские войска.
Но решение это оказалось преждевременным, и как только ушли русские войска, снова в ханстве начались еще большие волнения, в особенности в Андижане, где объявлен был газават, т. е. священная война против неверных. Ввиду такого положения пришлось выслать русские войска под командой генерала Троцкого к Андижану; здесь за городом расположились 70-тысячное войско Абдурахмана-Автобачи и 15 тысяч киргизов под предводительством Пулат-хана. Поручив Скобелеву сделать рекогносцировку, Троцкий подошел к Андижану 1 октября, и быстрым, решительным натиском его передовой отряд, несмотря на страшный ружейный огонь и отчаянную защиту, занял близлежащие холмы, а три штурмовые колонны под командой полковников Скобелева, Аминова и Меллер-Закомельского были двинуты в город, где выбивали защитников штыками.
Этим обстоятельством тотчас воспользовался Пулат-хан, бросившийся со своими киргизами на беззащитный, по его мнению, вагенбург. Встреченные выстрелами из двух орудий, а потом ружейными залпами бойцов, оставленных для защиты обоза под командой подполковника Травло, киргизы, не выдержав, на время рассеялись.
Во главе первой штурмовой колонны ехал сам Скобелев. Пороховой дым клубился на улицах, вследствие чего колонна из-за плохой видимости совершенно неожиданно очутилась перед завалом, откуда кокандцы осыпали бойцов картечью. С криком «ура» бросились стрелки на завал и, переколов штыками его защитников, взяли орудие, открыв дорогу в крепость.
Андижанцы дрались со страшным ожесточением, пользуясь каждым закрытием и стреляя с крыш домов, из-за деревьев, с мечетей, защищая каждый двор и сад. Это упорное сопротивление еще больше возбудило солдат.
Колонна полковника Аминова также пробивалась с большим трудом, причем под постоянным натиском неприятельской конницы, нападавшей с тылу.
Колонне же Меллер-Закомельского после взятия нескольких завалов, сложенных из арб и брусьев, долго пришлось выбивать андижанцев, занявших отдельно стоявшую большую мечеть.
Около 2 часов дня все три колонны сошлись к ханскому дворцу, а затем, выйдя из города, генерал Троцкий бомбардировал его, чем произвел в нем большие пожары и уничтожил значительную часть его защитников. Все окрестности были освещены заревом пожара, и всю ночь продолжалась бомбардировка, что заставило последние остатки андижанцев обратиться в бегство, особенно после того как на совещании у Абдурахмана-Автобачи взорвалась русская граната, перебив много участников.
Пленные впоследствии рассказывали, что в Андижане были собраны почти все войска ханства, призванные к защите мусульманства против неверных урусов, и что все участники перед боем дали клятву защищать Андижан до последней капли крови, вследствие чего кокандцы дрались с таким воодушевлением и упорством.
Но этот погром не образумил андижанцев, и после ухода русских войск новый мятеж против кокандского хана, руководимый Пулат-ханом, разгорелся со страшной силой. Назначенный начальником Наманганского отдела, генерал Скобелев принужден был подойти к городу, разбив скопища кокандцев под Асаке; сам Пулат-хан успел бежать, а затем снова собрал много сторонников. В это время киргизы, пользуясь смутой, напали на русский Курошинский уезд.