Взять её 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 человек, включая самого подполковника Крыгина. Не достигнув цели, Перовский заколебался и уже стал рассматривать варианты отступления в Чимкент, для подготовки войска к проведению осадных работ, 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 к Чимкенту и остался на месте.
После повторной рекогносцировки ташкентских укреплений, выяснилось, что самое удобное место для штурма это Камеланские ворота. Выбрав новое место атаки, Перовский собрал военный совет, где был выработан новый план штурма крепости.
Предварительно проведя бомбардировку городских стен, 15 июля в два часа ночи русские устремились к Камеланским 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 кокандскую твердыню именно сегодня. При виде бегущих в атаку русских солдат, стоявший возле стены наружный караул кокандцев бросился бежать сквозь небольшое отверстие в стене закрытое кошмой. Преследуя беглецов, русские солдаты ворвались внутрь крепости, где завязался жестокий бой.
Те, кто первыми проник в крепость, пользуясь возникшей суматохой, бросились на крепостные стены и, переколов штыками орудийную прислугу, стали сбрасывать вниз вражеские пушки. Одновременно с этим были открыты ворота города и русские соединения, рота за ротой быстро входили в крепость, стремительно захватывая соседние ворота и башни.
Прошло меньше получаса с момента начала штурма, а русские колонны уже втягивались по узким улицам города, беря одно укрепление за другим, несмотря на оружейную и артиллерийскую стрельбу, которую открыли со всех сторон по врагу кокандцы. Штурмовая колонна подполковника Романовского смогла сходу захватить цитадель, но дальше её движение было остановлено. Выход из цитадели подвергался сильному обстрелу кокандскими стрелками, засевшими за заборами и в прилегающих к площади зданиях.
Желая подвигнуть людей на выполнение опасного предприятия, бывший 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 и храбро атаковал ряды неприятеля, который не выдержал стремительно 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, обстреливая их из садов и из-за заборов а, получив отпор, быстро отступали в другие части города.
Не желая нести излишние потери, Перовский решил применить против врагов артиллерию и утром 16 июля, в город были введены пушки. Артиллеристы подполковник Лерхе методично обстреливали различные участки сопротивления, разрушая своими ядрами вражеские баррикады и уничтожая картечью кокандских стрелков. Вследствие чего, в городе возникли многочисленные пожары, что сильно отвлекло жителей Ташкента от сопротивления противнику.
Утром следующего дня, к Перовскому явилась мирная делегация, которая объявили, что город сдается на милость победителя и просит пощады от жестоких мер применяемых русскими отрядами. Генерал благосклонно отнесся к просьбам жителей города, пообещав удержать тяжелую руку своих солдат и не допустить грабежей, но только в случаи проявления их полной покорности. Если в городе вновь будет открыт огонь по русским солдатам, то Ташкент будет отдан на трехдневное разграбление, а затем полностью разрушен с помощью артиллерии.