崇祯九年十月一日，甘宁总督梅之焕带着樊一蘅、柴时华等属官及二十一师团的主力抵达了吐鲁番城外，同王世宠、丁国栋的前锋会和。
吐鲁番绿洲虽然在数千年以前就已经有人烟活动了，但是该地区的植被一直保持的很好，加上吐鲁番盆地远比周边低洼的特殊地形，使得该地一直也不缺乏水源。
距离吐鲁番城南面百里左右，便是吐鲁番盆地中最大的一个咸水湖艾丁湖了。由于该湖处于盆地的最低处，因此四周的地下水及河水都被汇集到了这个湖泊中，从湖泊东面往西面骑马而行，也足足需要3日才能看到尽头。
除了这个大海一般的湖泊之外，吐鲁番盆地上其次出名的湖泊，也就是鄯善绿洲上的东湖和托克逊绿洲上的伊拉湖了。和伊拉湖周边被戈壁沙滩、怪柳、灌木丛包围不同，东湖和伊拉湖的周边都是密密麻麻的原始胡杨林。
吐鲁番盆地虽然极为干燥，但是只要有水的地方就有植物，这里并不是一个毫无生命迹象的沙漠地带。即便是从鄯善绿洲和吐鲁番绿洲道路两侧的戈壁滩上，也到处长着合头草、骆驼刺、盐爪爪等灌木杂草。至于地表河流的两侧，更是长满了成片的胡杨林。
吐鲁番城也就是安乐城，实际上已经是第三座吐鲁番城了，此前的两座的吐鲁番城叫做高昌城和交河城，都在现在这座安乐城的西面。现在这座安乐城位于绿洲的东北方高地，安乐村的北面是火焰山和葡萄沟，西面是一望无际的胡杨林，而南面则是利用坎儿井建立起来的大片农地。
背靠葡萄沟和火焰山的安乐城居高临下，即不用担心背后会受到袭击，也不用担心城内会缺乏粮食和水源，葡萄沟内的葡萄和从北面引来的坎儿井，都足以保证这座城池能够长久的坚持下去了。
梅之焕和诸将商议之后，原本还想将城内的叶尔羌军引出来再打一次，但是上次和明军野战后的苏里唐显然学聪明了，他并不理会明军的邀战，而是紧闭城门不出，一心打算等待援军的到来了。
梅之焕试着用一门大炮轰击了一次安乐城的土垒，但是这座从高坡中直接挖出的城市，土垒显然极为结实，仅仅掉了几片土块就毫无异样了。随行的参谋军官们计算了下炮弹的破坏力，认为想要击溃安乐城厚实的土垒，从关内运来的炮弹估计要全消耗在这座城市都不够，这显然是难以让人接受的结果。哪怕从西安到哈密的铁路全线贯通，西安兵工厂制造的炮弹运到吐鲁番也是极为昂贵的，梅之焕可不打算将这些炮弹浪费在攻城战上。
于是他很快就改变了作战计划，他先是叫来了那些逃亡到大明的吐鲁番旧贵族，吩咐他们将安乐城外的村子全部占领下来，命令这些村子的村民向大明臣服并提供物资和劳役。然后将这些吐鲁番旧贵族抓来的劳力编成了工程队，一边砍伐安乐城西面的胡杨林修建营房；一边在安乐城外修筑长垒，摆出了长期围困安乐城的阵势。
苏里唐和城内的伯克们虽然对于明军的动向看的清清楚楚，但是他们却也只能眼睁睁的看着，城外三处长垒从东、南、西三面一点点的向两边拓展为一道。苏里唐之所以不敢出击破坏这道长垒，实在是明军在东南和西南建立起了两座营垒，明显有趁着城内守军出击进攻的意思。
安乐城内现在虽然有将近4万多军民，但是真正可以上战场对阵的，也就是苏里唐上次带出城的那些军队，剩下的不过是些从没有上过战场的普通百姓而已。和大明一样，从游牧民族变为定居民族的叶尔羌汗国，战斗力也一直在下降。握惯了锄头和算盘的百姓，的确是难以同时刻保卫牲畜的牧民相提并论的。
更何况，眼下叶尔羌汗国并没有火器装备，只有弓箭和刀剑这类冷兵器而已。让这些普通百姓据城死守，也许还能发挥一些作用，让他们出城和外面这些明军野战，苏里唐基本不报什么希望。更何况，外面在筑长垒的民夫也是吐鲁番的子民，他们杀来杀去也就是在杀自己人，而在吐鲁番这种地方，想要修建土垒实在是太过简单的事情，因此思考再三之后，苏里唐还是决定继续等待援兵。
他的兄长阿布都拉哈汗此刻正带着五万大军在库车同叶尔羌汗争夺阿克苏地区，距离吐鲁番约1200余里，九月初他收到明军夺取哈密之后，便已经派出了信使给兄长，此刻想来兄长总应该在返回的路上了。他只要守到兄长返回，明军便不得不退回哈密去了，接下来是战是和便是兄长的事了。
然而就在苏里唐据城不出的时候，梅之焕已经带着两个步兵团及1000余骑兵悄悄离开了安乐城，向西扑向了托克逊城。和坚固高大的安乐城不同，托克逊不过是一座没有什么防御能力的小城，常住人口还不到5000人，守兵也就800而已。
托克逊守将从探子口中得知，明军正围着安乐城修筑长垒，一时也就放下了心来。虽然还戒备着东面的战况，但并没有想过明军会丢下安乐城来攻打自己。于是在猝不及防的状况，丁国栋率领骑兵迅速切断了托克逊城向南面的通道，将托克逊居民围困在了城内。
当梅之焕率领数千明军赶到托克逊城后，城内的守将只考虑了数分钟就向明军派出了使者，请求明军保护城内军民的财产和安全，他们就愿意投降。
梅之焕带兵进入托克逊城内时，阿布都拉哈汗已经带着3万5千人马走过了博湖，距离托克逊城大约还有200里路程。
而也就在这个时候，返回部族中的固始汗终于和巴图尔珲台吉达成了妥协，决定带着2万人马从乌鲁木齐南下进攻吐鲁番。不过当他们走到海西的时候，收到了梅之焕发出的请求，要求他们南下托克逊和明军汇合。
托克逊已经靠近吐鲁番盆地西缘，这里也是吐鲁番盆地的风库，一年有将近一半时间刮大风。而从天山山脉流下的河流，又在这里冲蚀出了条条河沟，在数千年来风和水的共同作用下，这里的地形变得极为复杂，能够供人行走的道路只有少数几条宽阔的河沟。
一直以来，控制着阿拉沟和甘沟古道的托克逊城，都是控扼天山南北通道的要地。明军夺取了这里，实际上已经将阿布都拉哈汗的援军堵在了西南山沟之中。
但是梅之焕显然并不满意明军止步于吐鲁番盆地为止，退回去的阿布都拉哈汗依然拥有库车、和田到库尔勒之间的广大地方，一旦对方选择同叶尔羌汗握手言和，从吐鲁番到喀什噶尔的商道等于依然是被其控制着。
所以梅之焕决心借助托克逊城的有利位置，和阿布都拉哈汗打一场守城战，等到双方僵持不下时，由卫拉特部给予阿布都拉哈汗侧面狠狠一击，一次性击溃阿布都拉哈汗的主力，将托克逊到阿克苏之间的地方全部纳入到大明的控制之下。
为了达到这个目的，梅之焕令吐鲁番自卫军将城内的居民全都迁移到了别处，并将12门火炮运到了托克逊，在城内修筑了居高临下的炮垒。
10月15日，梅之焕刚刚将托克逊城改造完成，阿布都拉哈汗的弟弟伊斯玛依勒王子带着3000前锋抵达了托克逊西面的甘沟。在一队性急的叶尔羌哨探冲到城下被明军消灭之后，伊斯玛依勒王子才发现托克逊城居然已经被明军占据了。
托克逊城在沟顶，而他们则在沟底，虽然甘沟底部极为宽敞，足以让数千叶尔羌的军队排出进攻阵型，但是将近6、7百米的缓坡，让进攻的军队完全暴露在了明军的火器射击之下，因此伊斯玛依勒王子只是试探着进攻了两次，便在沟底扎营不再让部下去送死了。
阿布都拉哈汗收到了弟弟的消息后并没有下令退兵，而是命令后军加快了步伐前进。阿布都拉哈汗抵达了托克逊城外，下令部下发动了几次攻击后，便胸有成竹的对着弟弟伊斯玛依勒王子说道：“这些明人不了解此地的地形，不知道我们沿着甘沟北上可以从北面绕过去。只不过那条小路艰险难行，不适宜大队伍行走罢了。
明人火器虽然犀利，但是从中原运送物资到此处本就不便。此次他们如此着急而来，随身又能带上多少火药、铅子？你今晚带着部下从北面绕到托克逊城的后方，我在这里引诱城中明军射击，一旦明军的射击次数减少，你听到我发出的号令，便和我部一起前后夹击他，将托克逊城夺回来。只有把这些明人打疼了，他们才不敢再派兵来犯我…”
阿布都拉哈汗以自家的运输能力来猜测明军的运输能力，显然是大错特错了。铁路加上装有橡胶车轮和悬挂装置的四轮马车，使得明军运输能力比从前最起码增长了五倍。虽说从甘州到托克逊几近2500里，但对于现在的明军后勤组织来说，并不是什么难以完成的运输任务，至少现在明军的后勤运输补给能力已经从点变成线，补上了热兵器军队的最后一块短板。
阿布都拉哈汗利用小股部队反复引诱城内明军开火的策略，很快就被梅之焕猜出了用意。他也立刻对王世宠下达了命令，让军队逐渐减少射击次数，作出火药不足的假象。
沟底的叶尔羌军进攻了三日之后，终于能够渐渐靠近城墙附近的位置了。虽然这几日的进攻让叶尔羌军损失了千余人，但是阿布都拉哈汗认为还是值得的。他也收到了伊斯玛依勒王子抵达托克逊城东面的信号，于是决定再第四日和明军进行决战。
第四日一早，阿布都拉哈汗命令部下连续发起了三次千人规模的冲锋，其中第三次已经迫使明军据城墙和叶尔羌军肉搏了。认为明军已经弹尽粮绝的阿布都拉哈汗于是下令杀羊犒劳部下，并向部下们宣布，第一个攻入城中的勇士就是哈密阿奇木，这极大的激发了叶尔羌士兵的士气。
午餐之后，阿布都拉哈汗发出了信号，通知弟弟和自己一起夹击托克逊城，但是梅之焕显然也终于等到了机会。
阿布都拉哈汗挑选出了六千精 锐，每一千五百人为一队，每队为三排，第一排士兵身穿重甲手持长牌遮蔽后队。当第一排士兵堪堪接近坡顶时，最后一队士兵还在坡底，而在他们身后还有数千乱糟糟的士兵正在整理队伍。
也就在这个时候，梅之焕下令城内一直没动用过的12门火炮进行了全力射击。4门4斤炮，4门9斤炮，每一次射击不过击穿了一到三排士兵而已。但是4门12斤炮的威力就有些恐怕了，每一发炮弹都能从坡顶贯穿到坡底，直接在叶尔羌整齐的队列中打出一条血肉通道出来。
在这种可怕的打击下，阿布都拉哈汗的前锋很快就崩溃了，更让这些士兵们恐惧的是，身穿重甲的前排士兵完全退不下去，因为后面的士兵正一层层的挡在他们的退路上。这些重甲士兵显然没有勇气和前面飞来的炮弹抗衡，于是急于逃命的他们便用手中的长牌开始撞击挡住自己去路的同僚们。很快的，红了眼睛的他们便不顾一切的使用起手上的弯刀进行挥砍了。
就在阿布都拉哈汗目瞪口呆的看着，自己最为精 锐的部下在自相残杀时，明军的炮火开始越过坡道上的叶尔羌军，向着沟底混乱的叶尔羌军砸去了。站在运输大车上观战的阿布都拉哈汗显然也在明军炮火的射程之内，站在他身边的亲信沙赫.巴兹伯克、胡赛.米尔咱等人赶紧将阿布都拉哈汗拉下了大车，头也不回的向南面跑去了。
叶尔羌军此战大败，阿布都拉哈汗逃回库米什镇时，身边不过剩下了十来个伯克和3千多败兵。其他人不是被明军和蒙古骑兵俘虏，便是干脆逃回家乡去了。阿布都拉哈汗在库米什镇等了两天，听说蒙古骑兵已经南下后，方才不甘心的带着六千多败军退回了库尔勒。
而他的兄弟伊斯玛依勒王子，在蒙古骑兵出现在身后时，便立刻打出了白旗向城内的明军投降了。叶尔羌东部可汗的威名，在这一仗后荡然无存，而梅之焕也随即带着军队掉头，带着伊斯玛依勒王子前去迫降安乐城了。