Часть разбитых белых ушли на юг, в Хиву, но красные тут же кинулись вслед за ними. 20 января 1920 красные взяли Хиву, и 27 апреля 1920 года провозгласили Хорезмскую Народную республику. Хан Джунаид бежал в Афганистан.
Бухара в военном отношении была помощнее Хивы. Пока руки красных были связаны войной с белыми и с Закаспийским правительством, они старались задобрить эмира бухарского Сеида-Али, и уверяли в дружбе.
С июня 1920 года русские поселки вдоль Азиатской железной дороги на глазах превращались в военные лагеря, по железной дороге стали ходить бронепоезда. Сеид-Али протестовал… Его никто уже не хотел слушать.
У станции Каган, в 12 км от Бухары, устроили аэродром. В июле 1920 года там приземлились аэропланы трех авиаотрядов.
28 августа в кишлаке Сахар-Базар вспыхнуло восстание. Повстанцы, среди которых половина была переодетыми в национальные халаты красноармейцами, обратились за помощью к красным. К вечеру 29 августа 1920 года армия Фрунзе была у ворот Бухары. Еще утром этого дня Бухару бомбили 12 машин с аэропорта Каган.
Разрушить сами стены высотой в 10 и толщиной 5 метров артиллерия не могла. Она снесла ворота Мазари-Шериф, и через них отряд пехоты ворвался в город.
К вечеру красные потеряли до 500 человек и были выбиты. Пролом ночью заделали. 31 августа пошла бомбежка и обстрел из гаубиц. Два дня стены разрушали планомерно и методично, самолеты сделали 59 вылетов – аэродром был рядом. На город упало 2 т бомб и до 3 тысяч снарядов.
2 сентября под прикрытием броневиков штурмовые отряды заняли большую часть развалин города. В это время авиация и артиллерия разрушали Арк – укрепленную цитадель эмира.
К вечеру 2 сентября после 12-часового непрерывного рукопашного боя взяли Арк. Эмир ушел через подземный ход – со своей свитой и гаремом.
Все это назвали так: «Бухарская операция 1920 года – операция, проведенная войсками Красной Армии с 27 августа по 3 сент. 1920 с целью оказать помощь трудящимся Средней Азии в ликвидации контрреволюционного режима и в установлении Советской Власти в Бухаре».