Объединение Ферганской долины в единое государство под властью ханов Коканда было задачей, которую взял на себя в XIX веке сначала хан Алим, правивший в 1799–1809 годах (по В.П. Наливкину — в 1808–1816 годах). Надежно защитив свой трон от нескольких врагов, он начал войну с Бухарой, захватил Ура-Тюбе и Джизак (к западу от Ходжента). Это было началом возвышения Коканда и одновременного упадка Бухары, которая, в отличие от Коканда и Хивы, в XIX веке понесла большие территориальные потери и почти ничего не приобрела.
Бии Коканда, понимая, что рост могущества хана уменьшит их влияние, относились к его успехам скорее с тревогой, чем с радостью. Они часто отказывались участвовать в его военных кампаниях, из-за чего ему приходилось набирать новую армию, состоявшую из таджиков. Тем самым усмирив знать и избавившись от беспокойства на их счет, он продолжил завоевательные кампании, которые начал с экспедиции в северном направлении, давшей ему в 1808 году обладание Ташкентом. В те времена в городе жило более 70.000 жителей и он являлся важным коммерческим центром, особенно для торговли с Оренбургом. Номинально он принадлежал Бухаре, но фактически управлялся аристократией ходжей. Казахи вокруг Ташкента, не желая признавать какую-либо верховную власть, попытались взбунтоваться, но были сокрушены Алимханом, которому немалую помощь оказала морозная зима 1808/09 года. В 1809 году (или, возможно, в 1816-м) Алимхан, о котором местные историки рассказывают с откровенной антипатией, возможно отражавшей недовольство узбеков таджикской армией, был убит, якобы из-за своей жестокости и тирании.
Его брат и преемник Умархан (правил с 1809 или 1816 года до 1822) изображается историками одобрительно. Он принял старый калифский титул амир аль-муминин (князь правоверных) и стал править, опираясь на традиционную аристократию страны, биев и улемов. Он покровительствовал поэтам, судя по всему придворным, и сам сочинял стихи.
Он возобновил борьбу с Бухарой. Ура-Тюбе и Джизак довольно часто переходили из рук в руки, но Самарканд оставался бухарским владением, хотя инакомыслящие Шахрисабза перешли на сторону Коканда. В 1814 году город Туркестан и окружающая территория, где до этого правил независимо казахский «султан», номинально подчиненный Бухаре, был захвачен, после чего казахские вожди от Сырдарьи до Семиречья поклялись в верности хану Коканда. Хан позволил им самостоятельно заниматься своими делами под своей верховной властью, но уже с 1817 года начал укреплять свое довольно-таки слабое положение, строя цепочку фортов. Сначала форт появился в устье Сырдарьи, затем в районе
Аулие-Ата, в Бишкеке и Токмаке (древнее поселение к востоку от Бишкека). Вокруг этих фортов вскоре выросли города с мечетями и медресе, которые выполнили свою функцию, когда в 1821 году пришлось подавлять восстания казахов в районе Чимкента и Сайрама.
Сын и преемник Умара Мухаммед Али (в сокращенной форме Мадали), правивший в 1822–1842 годах, взошел на трон в возрасте двенадцати лет. В 1831 году он добавил к завоеваниям отца горную территорию к югу от Ферганской долины, которую населяли таджикские пастухи и золотоискатели, жившие под патриархальным правлением своих вождей. Они издавна летом посылали своих людей вниз — в долину — для выполнения сезонных работ. Район был оставлен под властью своих правителей. С возрастом Мадали увлекся другими делами — вином и удовольствиями гарема. И все больше проявлял наклонности тирана. Одновременно он истощил силы страны бесплодными нападениями на бывшие пограничные крепости Джизак и Ура-Тюбе, которые отделились. В конце концов народ под предводительством улемов обратился к бухарцам, которые в 1839 году взяли Ходжент и заставили Мадали признать верховную власть Бухары. В апреле 1842 года бухарцы вошли в Коканд, и ненавистный хан был растерзан толпой.
Хотя впоследствии бухарский гарнизон был изгнан с помощью киргизов и казахов, а также были возвращены Ташкент и Ходжент, в Кокандском ханстве больше никогда не было внутренней стабильности. Благородные кланы, ослабленные частыми войнами, и кочевые элементы, главным образом кипчаки и киргизы, теперь одержали верх. В 1845 году они свергли нового хана кокандской династии и доверили практическое ведение дел кипчаку Мусульман-Кулу. Под его властью пахотные земли, которых уже оставалось мало, были взяты кочевниками и превращены в общинные пастбища, а крестьянам, которым все еще требовалась ирригация, пришлось дорого платить за воду, да еще отдавать своих дочерей кочевникам, не получая за них калым. Эти несправедливости привели к восстанию, которое в октябре 1851 года свергло режим кочевников и уничтожило его лидера. Земли, отобранные кочевниками под пастбища, снова были отданы земледельцам. Реальная власть оказалась в руках у хана Худояра, но он не смог ее удержать, столкнувшись с сильным соперником в лице своего брата Малла-хана, который сверг его в 1858 году. Это привело к восстанию кипчаков, сопровождавшемуся новыми захватами пахотных земель для использования под пастбища и столкновениями между оседлыми крестьянами и кочевниками. Драма в Коканде разыгрывалась на глазах у наступающих русских. Экспедиция под командованием генерала Перовского захватила в 1853 году Акмешит, где был построен форт Перовск. Вскоре после этого русские войска, наступавшие с северо-востока, заняли Токмак и временно также Бишкек.
Кокандские войска, базировавшиеся в крепостях главных городов, в те годы были достаточно сильны, чтобы подавлять восстания: киргизов в Оше в 1845 году, жителей Коканда в 1856 году, киргизов и казахов между Бишкеком и городом Туркестан — в 1857–1858 годах. Возобновились военные действия против Бухары за владение Ура Тюбе и Джизаком, и снова без результата. Однако в начале 1862 года, когда Малла-хан приказал своей армии, насчитывающей, вероятно, около 40.000 человек и состоявшей из пехоты, кавалерии и артиллерии, собраться для войны с Россией, военные отказались подчиняться, и в марте того же года правитель был убит.
Коканд так и не смог оправиться после этой катастрофы. Бухарские войска вошли в столицу в 1862 году и снова в 1865 году, когда вынудили нового хана, Саид Султана, уйти из Ташкента. Только 28 июня 1865 года после двухдневных кровопролитных уличных боев город был взят русскими войсками генерала Черняева. Потеря Ходжента в 1866 году ограничила власть Саид Султана Ферганским бассейном. Русские признали автономию ханства на этой территории договором 1868 года и соблюдали его до 1875 года, когда Худояр-хан, вернувшийся на трон в 1871 году, был свергнут восстанием. Тогда они направили войска и в конце концов вынудили его сына Насир ад-Дина 2 марта 1876 года отказаться от всех суверенных прав. Коканд, в отличие от Бухары и Хивы, был аннексирован Российской империей. Территория стала Ферганской областью, и резиденцией правительства стал Новый Маргелан, позже переименованный в Фергану как область. Коканд оставался самым крупным городским торговым центром на равнине. Ни административная система, ни структура населения в следующие десятилетия не претерпели больших изменений. Русское население появилось только в Новом Маргелане, да и то в небольшом количестве.
Русская оккупация не имела отрицательного влияния на экономику Ферганы, как и Хивы, которую обогнула новая дорога, а позже и железная дорога, проложенная к северу от Аральского моря. Экономика Ферганы успешно развивалась в XIX веке. Старая ирригационная система тщательно поддерживалась и дополнялась новыми каналами. Распределение воды земледельцам и кочевникам регулировали соответственно государственные чиновники и старейшины, за нее была установлена плата. Хотя земледельцы в такой ситуации могли чувствовать себя угнетенными и даже иногда совсем лишались регулярного водоснабжения, доходы, как правило, использовались для технического обслуживания и строительства каналов, что в противном случае могло делаться только с применением принудительного труда. При нормальных условиях, которые существовали до 1842 года, кочевники выказывали растущую тенденцию к оседлой жизни и переходу к земледелию. Пригодных для обработки земель, несмотря на достаточно большие площади, не хватало для обеспечения потребностей страны. Фергана была плотно заселена и высоко урбанизирована для того времени. В Коканде было около 8000 домов, 360 мечетей, 12 медресе и много караван-сараев. В таких обстоятельствах товарное овощеводство и садоводство было очень важным для хозяйства Ферганы. Пока продолжала функционировать местная администрация, в которой ведущие посты занимали вожди кланов и религиозные сановники, условия в этой области благоприятствовали экономическому прогрессу.
