Поход под общим командованием К.П.Кауфмана начался в апреле движением трех отрядов с трех сторон — со стороны Каспия, из Оренбурга и Туркестана, с расчетом, чтобы хоть один достиг цели, в лучшем же случае планировалось соединение всех отрядов под Хивой. Самым большим был туркестанский отряд, который вел Кауфман. Поскольку здесь еще жива была память о Герштенцвейге, Скобелев прикомандировался к кавказскому отряду, выступавшему двумя колоннами: из Красноводска — колонна полковника Маркозова, из Мангышлака — полковника Ломакина. Скобелев состоял в этой последней.
Необычайно трудным оказался переход. Подробный рассказ Скобелева о сопровождавших поход нечеловеческих лишениях, вызванных безводьем и жарой, был позже, уже после турецкой войны, записан с его слов П.А.Дукмасовым, его верным ординарцем, и в 1895 г. опубликован под названием «Со Скобелевым в огне. Воспоминания П.Дукмасова».
Маркозов не смог преодолеть пустыню и повернул назад. Ломакин 2 мая привел свой отряд в Кизил-Агир, откуда оставался один переход до хивинской границы. Созванный им военный совет решил выслать к озеру Айбугир небольшой авангард под командованием Скобелева, который немедленно двинулся вперед. 5 мая произошла первая схватка авангарда с крупным отрядом, сопровождавшим шедший в Хиву караван. В коротком бою несколько человек из конвойного отряда были убиты, русские понесли потери ранеными, ранен был и Скобелев. Авангард захватил 180 верблюдов и 800 пудов хлеба. Достигнув оазиса, авангард соединился с частью сил генерала Веревкина, возглавлявшего оренбургский отряд, затем произошло соединение всех сил оренбургского отряда с колонной Ломакина. Принявший общее командование Веревкин снова поручил Скобелеву авангард, а 26 мая послал его на рекогносцировку самой столицы. Выполняя задание, Скобелев успешно провел несколько крупных боев с численно превосходящим противником и обстрелял город огнем артиллерии и пехоты. 28 мая под Хивой соединились все три отряда.
Обстановка, сложившаяся в городе, дала впоследствии новый повод к нападкам на Скобелева. В стенах Хивы вместе с ее жителями заперлась большая группа воинственных и непокорных туркмен, не подчинявшихся распоряжениям хана. Русским это, конечно, не было известно. Видя бесполезность сопротивления, хан заявил о капитуляции. Но в это время, согласно версии критиков Скобелева, на противоположном конце города раздались ружейные залпы и крики «Ура». Виноваты были Скобелев, жаждавший боя и желавший взять город штурмом, и так же воинственно настроенный молодой и пылкий граф Шувалов. Кауфман (находившийся еще в 15 верстах от города) был «поражен и возмущен». Получалось, что Скобелев пошел на штурм города, уже отдавшего себя в руки победителей.
Но обвинения Скобелева перекрываются рядом свидетельств, говорящих в его пользу. Наиболее авторитетное — описание похода по официальным источникам, опубликованное в том же 1873 г., когда Скобелев еще не был известен ничем особенным, но которое, тем не менее, его уже неоднократно упоминает, отмечая его храбрость и инициативу. Из мемуарных работ заслуживает внимания свидетельство сопровождавшего армию американского корреспондента Мак-Гахана, сама профессия которого обязывает к объективности и точности. Его книга была издана в России всего через два года после описанных в ней событий, когда еще живы были все их участники, и не вызвала протестов и опровержений. Вот как развивались события в изложении этих источников, сверенных с другими материалами.
В самом начале боевых действий под стенами города был ранен генерал Веревкин, командовавший всеми осаждавшими войсками. Команду он сдал полковнику Саранчеву. По приказанию Саранчева была начата бомбардировка города, которой руководил Скобелев. В ответ хан предложил капитуляцию. Едва бомбардировка была остановлена, как из города возобновилась стрельба, и Скобелев вновь открыл огонь артиллерии. Снова явился посланец хана, заявляя от его имени о готовности капитулировать, чему препятствуют туркмены (впоследствии выяснилось, что хан говорил правду, он действительно не имел никакой власти над туркменами, и вообще в городе царило безначалие). Но на этот раз его заверения восприняли как надувательство, и огонь по городу был продолжен. Тогда хан послал письмо Кауфману, бывшему в полупереходе от города, с просьбой прекратить бомбардировку и принять капитуляцию. Кауфман направил войскам письменный приказ остановить огонь, а в письме хану предложил ему утром следующего дня выехать из города для оформления капитуляции. Когда все уже, казалось, было решено, из города вновь донеслась стрельба. Это туркмены, разъяренные сдачей города, решили продолжать борьбу. С разрешения Веревки-на Скобелев, Шувалов, есаул Имеретинский и окружавшие их молодые офицеры обстреляли укрепления, выломали ворота и, увлекая за собой солдат, ворвались в город. Бой был прекращен по приказу Кауфмана, мирно вступавшего в город с противоположной стороны. Встречавшие его сановники заявили, что хан, не справляясь с положением, выехал из города и бой, вопреки воле населения и его собственной, самовольно вели туркмены и другие зачинщики сопротивления, провозгласившие ханом его брата, наркомана, старца за 70 лет. Так закончился «один из достопамятнейших и славнейших походов, когда-либо предпринятых в обширных и пустынных степях Средней Азии». Сравнивая его с экспедициями англичан в Абиссинии и французов в Алжире, нельзя не воздать должного русским войскам, для которых при умелом руководстве «нет ничего невозможного», — справедливо заключало официальное описание.