Увидев, что ряды неприятеля в центре сильно поредели, и заметив приближающееся к нему подкрепление, капитан Шкуп решился на очень рискованный шаг. Оставив на позиции три взвода пехоты и сотню казаков, он сам с одной сотней всадников и шестью взводами пехоты стремительно спустился с холмов и атаковал противника.
Не ожидавшие подобной смелости от окруженного со всех сторон отряда, ханские воины бросились врассыпную и позволили русским захватить сначала свою артиллерию, а затем и сам лагерь. Едва только капитан успел одержать блистательную победу, как кокандцы, посланные в обход, начали атаку русской позиции с тыла.
Три взвода пехотинцев мужественно отражали натиск противника до тех пор, пока по атакующему врагу не ударил отряд штабс-капитана Погурского. Оказавшись между двух огней, кокандцы заметались, мгновенно потеряли желание продолжать сражение и бросились бежать, попав под удар четырех сотен казаков и башкир, подошедших со стороны крепости.
Более двух тысяч человек убитыми потеряли в этом бою кокандцы, вместе со всеми орудиями и прочими огневыми припасами. Четыре бунчука и пять знамен были отправлены государю в качестве первого трофея из кокандского похода. Николай щедро наградил героев Чимкента, произведя Веревкина прямо в генерал-майоры, а капитана Шкупа в следующий чин.
Тем временем генерал Перовский завершал подготовку к штурму Ташкента. Выбрав, по его мнению, самый слабый участок обороны, он отдал приказ об обстреле стены с целью образования в ней бреши, что и было сделано. Однако когда штурмовая колонна подполковника Крыгина пошла на штурм, то выяснилось, что сбита только верхушка стены, а ее основная часть осталась цела, так как была закрыта складкой местности. Взять ее без штурмовых лестниц было невозможно, и под сильным оружейным огнем противника колонна Крыгина была вынуждена отойти обратно, понеся серьезные потери.
В результате неудачной атаки русские потеряли много воинов, включая самого подполковника Крыгина. Не достигнув цели, Перовский заколебался и уже стал рассматривать варианты отступления в Чимкент, но солдаты и офицеры обратились к генералу с просьбой не делать этого. Они рвались предпринять новый штурм Ташкента, считая, что их отразили не кокандцы, а высокие стены города и его глубокие рвы. Встретив столь единодушное мнение своих подчиненных, Перовский передумал отходить и решил продолжить осаду азиатской твердыни.
После повторной рекогносцировки ташкентских укреплений выяснилось, что самое удобное место для штурма – это Камаланские ворота. Выбрав место атаки, Перовский собрал военный совет, на котором был выработан новый план штурма крепости.
Предварительно проведя бомбардировку городских стен, 15 июля в два часа ночи русские устремились к Камаланским воротам тремя большими колоннами. С целью отвлечения внимания кокандцев от места атаки Перовский приказал майору Колпаковскому с отрядом солдат с противоположной стороны крепости произвести демонстрацию ложной атаки. Выполняя приказ генерал-адъютанта, Колпаковский атаковал стены Ташкента чуть раньше главных штурмовых сил, чем ввел в большое заблуждение защитников крепости.
Взяв в руки штурмовые лестницы и обмотав колеса пушек войлоком, русские солдаты стремительно приближались к высоким стенам города, горя уверенностью взять неприступную крепость именно сегодня. При виде идущих в атаку русских солдат наружный караул кокандцев обратился в паническое бегство, спеша вернуться в крепость через небольшое отверстие в стене, искусно закрытое кошмой.
Преследуя беглецов, русские солдаты ворвались внутрь крепости, где завязался жестокий бой. Те, кто смог первыми проникнуть в крепость, пользуясь возникшей суматохой, бросились на крепостные стены и, переколов штыками орудийную прислугу, стали сбрасывать вниз вражеские пушки. Вслед за этим были открыты городские ворота, и русские соединения рота за ротой быстро начали заходить в крепость, стремительно захватывая соседние ворота и башни. Прошло меньше получаса с момента начала штурма, а русские колонны уже втягивались в узкие городские улочки, беря одну часть города за другой, несмотря на стрельбу, которую со всех сторон вели по ним кокандцы.
Штурмовая колонна подполковника Романовского смогла с ходу захватить цитадель, но дальнейшее ее продвижение было остановлено. Выход из цитадели обстреливался кокандскими стрелками, засевшими за заборами и в прилегающих к площади зданиях.
Желая подвигнуть людей на выполнение опасного предприятия, шедший вместе с солдатами протоиерей Малов высоко поднял крест над головой и с криком «С нами Бог, ребята!» бросился вперед. Устыдившись своего малодушия, солдаты смело последовали за священником, быстро перебежали опасное место и штыками перекололи вражеских стрелков.
Между тем майор Колпаковский, стоявший в поле, заметил вражескую конницу, подходящую к Ташкенту с юга. Он быстро развернул свой отряд в каре и храбро атаковал ряды неприятеля, наконец не выдержавшего стремительного натиска. Спасаясь от пуль и ядер русского отряда, кокандцы в страхе повернули прочь своих лошадей. Рассеяв подошедшее к городу подкрепление, Колпаковский вновь развернул своих солдат и стал крушить толпы бегущих из города ханских воинов.
Сражение за Ташкент продолжалось весь день и всю ночь, то затихая, то разгораясь с новой силой. Пользуясь хорошим знанием города, кокандцы постоянно атаковали русских солдат, нападая из садов и из-за заборов, а получив отпор, быстро отступали.
Не желая нести излишние потери, Перовский решил применить против врагов артиллерию, и утром 16 июля в город были введены пушки. Артиллеристы под командованием подполковника Лерхе принялись методично обстреливать различные участки сопротивления, разрушая своими ядрами вражеские баррикады и уничтожая картечью вражеских стрелков. В результате массивного применения артиллерии в городе возникли многочисленные пожары, что сильно отвлекло жителей Ташкента от сопротивления русской армии.
Утром следующего дня к Перовскому явилась мирная делегация, которая объявила, что город сдается на милость победителя и просит пощады и защиты от жестоких мер, применяемых русскими отрядами. Генерал благосклонно отнесся к просьбам жителей города, пообещав удержать тяжелую руку своих солдат и не допустить массовых грабежей и убийств, но только в случае изъявления полной покорности со стороны ташкентцев. Желая ускорить сдачу города, Перовский сказал, что если в городе вновь будет открыт огонь по русским солдатам, то Ташкент будет отдан на трехдневное разграбление, а затем полностью разрушен при помощи артиллерии. При упоминании о последней многие из делегатов в страхе попрятали глаза, ибо были свидетелями того, как одним выстрелом из мортиры было разрушено целое здание.
Соглашение было быстро подписано, и, обрадованные милостью Перовского, обещавшего недопущения грабежей в городе, делегаты поспешили ретироваться. Трофеи из арсенала Алимкула, доставшиеся победителям, позволили Перовскому не только существенно пополнить артиллерийский парк, но и иметь двойной запас пороха и ядер для дальнейшего продолжения своего похода.
Захват Ташкента позволил России не только упрочить свое положение в Средней Азии, но и создать реальные предпосылки для покорения всего Кокандского ханства. Отправляя в далекий Петербург свое очередное письмо с победной реляцией и представлением к наградам особо отличившихся солдат и офицеров, генерал Перовский ни на минуту не забывал о той главной цели, ради которой был задуман этот поход и принесены все жертвы.