曾纪泽没有兵权，更不是清廷的决策者，在无可如何之中略为争回了一点颜面，确也不能不算是难得的了。
该杀的崇厚，却微幸于曾纪泽对俄开谈以前被释放出狱。左宗棠于光绪四年南疆平定以后，便已上疏清廷，力主把南疆与北疆合并起来，建立行省。北疆的东半部，本已有了迪化、镇西等府、州、县、厅。加上南疆东北角的吐鲁番等地，隶属于甘肃，称为“镇迪道”，但伊犁、塔城、阿尔泰等单位，正如南疆的多数地区，虽有将军、参赞大臣、办事大臣、领队大臣等，而事事必须假手于“回民头目”。以致“民之畏官，不如畏其所管头目，…...民知怨官，不知怨所管头目也。”
在未设州、县的地区，抽税的方法又极不合理。清朝各省自从康熙五十一年以来，是“地丁合一”，按照田亩抽税。“故无无赋之地，亦无无地之赋。新疆则按丁征赋，富户丁少，赋役或轻；贫户丁多，则赋役反重。事理失平，莫甚于此。”左宗棠建议设省，也是为了革除这项弊病。
为了避免因“言语不通，文字不晓”而生的种种误会，左宗棠主张以后所发的税捐收据，必须于汉字之旁兼注回文。同时，他计划“广置义塾，先教以汉文，俾其略识字义。”
左宗棠脚踏实地，在南疆设了很多“善后局”，以代行有如镇、迪、厅、州、县所行之事，解除人民疾苦。他安辑南疆、北疆因战祸而流离失所的难民，不分回、汉、东干，一律给以荒地、种子、耕牛；又替他们开了许多渠，凿了许多井，造了许多路。
主要的两条大路是：北边由肃州经迪化直至伊犁之东的精河。南边由某地(七角井?)分支经托克逊，直达喀什噶尔。
他又改修或新建了许多城池，包括乌鲁木齐、玛纳斯、精河、喀什噶尔的回城(疏附)与汉城(疏勒)、叶尔羌、英吉沙尔、和田、喀喇沙尔、库车、玛喇尔巴什。
在军事方面，他替新疆设置了边防军，把关内的湘勇暂时留下，称为“防营”，然后逐渐裁汰，招练本地的“土勇”。员额规定为两万一千名，其中三成是马队，七成是步兵。
同时，他以陕甘总督的身份奏准清廷，将甘肃的“制兵”(绿营)由五万六千名减为一万七千余名；将陕西的制兵，由四万二千余名减为二万四千余名。省下来的饷，划给新疆的“防营”。
在财政方面，左宗棠也给建省的工作铺好了路。他实施招垦政策，使得田赋的收入大为增加。仅仅南疆八城(东四城与西四城)，便已由十三万石增加到近二十四万石。厘金的收入，刚刚开办成绩就好过甘肃。办了不到二年，数字已超过六十万两。
曾纪泽在莫斯科办好交涉之时，左宗棠已调任两江总督。他仍不忘怀新疆建省的重要，再上一本奏章，请清廷早定大计。恭亲王等人都支持他的主张，于是慈禧太后终于在光绪九年加以接受。次年，任命刘锦棠为“甘肃新疆巡抚”。这“甘肃新疆省”以迪化为省会，下设若干府、州、县、厅，把南疆、北疆溶成一片。
其后，省的名称简化为“新疆”，去掉甘肃二字，表明它不再是甘肃省的延长，而是全中国的新领土。
其实，新疆二字并不适宜。南疆的西域三十六国在西汉之时，便已自动归属中国；北疆曾经是匈奴的领域，在匈奴降汉以后，也成了中国的领土。唐朝时候，不仅南疆、北疆是中国州郡，连葱岭之西、里海之东．所谓俄属中央亚细亚全是。
新疆二字作为省名，既不适宜；只成立一个省，也嫌不够。左宗棠已经看出，新疆有五个中心。他建议总督驻在迪化，巡抚驻在阿克苏，伊犁仍设将军，喀什噶尔设一提督，塔城设一都统。
清廷在光绪九年建省之时，不设总督，而只设巡抚与布政使；也不专设一个按察使，而以“分巡镇迪道”兼理。
分巡镇迪道之下，有一府四厅；迪化府，镇西、哈密、吐鲁番、库尔喀喇乌苏四厅。
北疆除了分巡镇迪道以外，另有一个“分巡伊塔道”，所辖有伊犁一府、精河与塔尔巴哈台二厅。
南疆也有两个道：其中一个是分巡道，一个是兵备道。分巡道设在阿克苏，所辖有温宿直隶州(阿克苏)与喀喇沙尔、库车、乌什、英吉沙尔四厅。兵备道设在喀什噶尔，所辖有疏勒、莎车、和阗三个直隶州，与玛尔巴什(巴楚)、英吉沙尔二厅。(英吉沙尔有两个，一属分巡阿克苏道，一属喀什噶尔兵备道。)
府与直隶州之下，有原来的奇台等县与新设的拜城等县。于是新疆具备了相同于内地各省的规模。
其后，在光绪二十四年，喀喇沙尔升格为府，改名焉耆(汉朝的古名)。到了光绪二十八年，疏勒、库车、温宿三个直隶州，也都升格为府；库车厅升格的直隶州，玛喇尔巴什厅升为隶属于库车府的厅，改名“巴楚”。