光绪二年（1876年）4月，钦差大臣、陕甘总督左宗棠在肃州（今甘肃酒泉）誓师西征，60000余名清军将士踏上收复新疆的伟大征途。左宗棠以湘军名将刘锦棠为总理行营营务（前敌总指挥）率25营湘军为先锋，跟在刘锦棠后面的有满洲八旗金顺部、嵩武军张耀部、川军徐占彪部、甘军董福祥部，以上各部除金顺外皆受刘锦棠节制，以便统一事权。

清军西征的消息传到喀什噶尔（今喀什），叛军首脑阿古柏急令白彦虎、马明等人在乌鲁木齐、昌吉、呼图壁、玛纳斯、古牧地等北疆重镇布防，阿古柏还亲率4万叛军精锐在托克逊督战，以阻止清军向天山以南突进。8月，刘锦棠与金顺攻取乌鲁木齐外围屏障古牧地 ，歼灭叛军6000余人，取得了西征的第一场大捷。

古牧地之战后，清军趁胜收复昌吉、呼图壁、乌鲁木齐以及玛纳斯北城，形势可谓一片大好。此时天山以北只剩下玛纳斯南城尚在叛军控制之下，阿古柏也知道，一旦清军攻取玛纳斯南城，清军即可越过天山进取南疆。为此，阿古柏严令玛纳斯南城守将死守，并积极组织援军准备驰援玛纳斯南城。

玛纳斯南城地势险要，叛军在此经营了十余年，构筑了三道防御工事：第一道防御防线在护城河外，布置骑兵游弋；第二道防线依托玛纳斯南城的城墙，构筑了以加特林机枪为核心的火力网；第三道防线在内城，一旦清军攻入城内，叛军将依托内城的街巷与清军展开巷战。防守玛纳斯南城的叛军有10000余人，且囤积了足够三年的粮食军械，刘锦棠知道光靠围困是没有的，只能采取最残酷的攻城战。

9月2日，金顺率领八旗骑兵率先抵进玛纳斯南城，并突破叛军第一道防御工事，继而强攻玛纳斯城墙，由于金顺缺乏攻城重炮，在攻城时，遭到叛军加特林机枪的压制，清军伤亡惨重，光阵亡的就突破1000人，金顺无奈之下只得放弃攻城。就在金顺攻城的同时，伊犁将军荣全以及孔才、徐学功所部民团也积极配合金顺攻打叛军，但苦于玛纳斯坚固的城防，都未能奏效。10月4日，刘锦棠见玛纳斯南城迟迟拿不下，遂派湘军悍将罗长佑率5营湘军，并携带数门攻城重炮驰援金顺。

罗长佑的加入，使得攻城清军再次提振了士气，随着清军火炮发出轰鸣般的声音，玛纳斯城墙被轰出几处缺口，清军各部从缺口鱼贯而入。但是叛军很是顽固，他们依托城内的防御工事与清军展开巷战，清军只得一条街一条街地与叛军血战争夺，逐步压缩叛军地生存空间。至11月初，清军基本控制玛纳斯南城，自知败局已定地叛军在最后关头下令将城内地平民全部屠戮，此举彻底激怒了清军，11月6日，清军将叛军在城内地最后一处据点攻破，俘虏叛军数千人。

当金顺看到叛军杀戮的平民尸体的时候，这位久经战阵地老将军忍不住恸哭起来，部下请示金顺将军如何处理这些俘虏时，金顺下令将被俘的叛军士兵全部凌迟处死，玛纳斯南城顿时陷入一片哀嚎之中，这些叛军终究为自己地残暴付出了应有的代价。为时2个多月的玛纳斯南城之战，至此落下帷幕，此战是左宗棠收复新疆战事中最惨烈的攻坚战，光金顺的八旗骑兵就阵亡了1000多人，可见战事之惨烈。随着玛纳斯南城的收复，阿古柏在北疆所有的据点也被全部拔除，阿古柏再也没有阻止清军南下的筹码。

玛纳斯南城之战后，左宗棠命令西征军暂时停止进攻，各部就地休整，以待粮草军械的补给，第二年春天，兵强马壮的清军越过天山，开始向阿古柏的老巢进发。