当张曜的部队开进哈密时，左宗棠针对在哈密绿洲上恢复粮食生产给了他详细的指示。他必须安抚百姓，努力劝说他们不要离乡背井，并采取特殊措施鼓励那些已经离家的人返回家园。已经返家的人要立刻恢复耕种，要竭尽全力令他们拥有安全感。在秩序建立之后，能够节省下来的每一个士兵和每一头牲畜都被派去整修灌渠、耕田和播种。在牲畜数量不足以完成耕田任务的时候，就让士兵上——3名士兵相当于一头骡子拉犁。如果在作战的任何阶段土地的主人回来了，就会把土地归还主人，只要他保证继续耕耘。
土地的所有权问题不会引起争论，只要声明自己是主人就行了，条件是自称地主的人要继续在土地上耕作。不论地主信奉何种宗教，一视同仁。一块土地上分派一个连的部队，每个连聘用一位土著做顾问，教授当地的粮食生产程序，鼓励各连之间相互竞争。营官和哨官要为本部队的行为负责，他们的农作任务完成得好不好，会在军官考绩中留下记录。左宗棠列举了这种制度带来的好处：它能为政府省钱；能够减少运输；使士兵们有事可干，还锻炼了身体；能够鼓励百姓恢复农业生产，因为他们发现自己的生活改善了，收成有望了。［5］
到1875年夏季，张曜报告说，除了大片荒废的农地已经恢复了耕作，他还开荒多达18000多亩。他在号召百姓返回耕地的工作中肯定取得了非同一般的成果，因为同一年夏季路过哈密的皮亚塞茨基博士说过，他看到百姓在田间劳作，却没有说他看到任何士兵在干农活。
张曜是个孔武有力的男人，杰出的骑手，优秀的军人。左宗棠不仅把他视为自己手下最得力的指挥官，而且对他格外青睐。张曜的生平颇带童话色彩：他生于北京，是个普通的劳动者，工作是打米。他很强壮，据说背上能负重500斤，而一个平常的工人只能背100斤。有一天，他在街上看到一个老妇人跟守寡的媳妇吵架，他就掺和进去。那老妇人要强迫媳妇改嫁，张曜说这不合礼俗，争辩中发火了，搬起一袋谷子向老妇人砸去，把她砸死了。他从北京逃往河南，捻军正在那里欺负村民。捻军在作战初期没有使用火器，张曜的勇力在村民们与捻军的冲突中抵得上一打人。他成为一批村民的首领，声名远扬，连省会开封都知道他。
他流浪到河南东南角上的固始县，恰逢捻军包围了县城，长久围攻，城内人几乎已经绝望。知县是一位学者，有个美貌倾城、文才超群的女儿。他在绝望中张榜招贤：谁能打败逆贼，保全县城，就把女儿嫁给他。张曜前去揭榜，自告奋勇。他仓促召集300人，夜间出击，猛攻捻军。这场争战难有胜算，但是幸运之神在张曜这边。著名的蒙古亲王僧格林沁赶来了，捻军仓皇逃走。知县没有拘泥细节，婚礼如期举行。僧王对张曜十分喜欢，举荐他为知县。僧格林沁这种大人物的认可比学位的价值更大，于是张曜得到了朝廷的任命。
张曜一字不识，但妻子是个贤内助，配合默契，于是两年后他便升为河南藩台，也就是省财政厅长。这在监察机关看来简直是太过分了。一位名叫刘裕南的御史上奏皇帝，说张曜一字不识，甚至不会写自己的名字！他当一省布政使，怎能称职？于是张曜丢了布政使的官职，但还是被任命为总兵或少将级的武官。命运的这个转折令张曜很不痛快，他生气了。作为一名将领，他开始玩忽职守。多亏他的妻子鼎力相助，才使他没闹出大乱子。妻子叫他开始念书，亲自教授，通过她非凡的努力和坚持不懈，张曜终于能识一些字，也能写几句话了。
在镇压捻军的作战中，左宗棠听说了张曜这个人，对他的过去颇感兴趣，请求朝廷将他和他的部队派到自己麾下。他被转派到左宗棠帐下，奉命前往山西，与刘松山会师，一起进军陕北。张曜没有动身去执行命令，但他再次接到命令。这件事有点非同寻常，因为左宗棠没有重复发令的习惯，也许命令是从北京发出的。张曜还是没有行动，直到他的妻子干预此事。她对丈夫说：“你别自以为了不起。你若抗命，皇帝会要你的脑袋！”她终于说动丈夫起程了。一旦起程，他就走了很远。他在战斗中的勇气非同凡响。他在世上谁也不怕，只怕妻子和左宗棠，而他是否畏服左宗棠，还无法肯定。
皮亚塞茨基在哈密见到张曜及其所部时，对他们的印象都很不错。他为这位将军画了一幅素描，令张曜欢喜不已。张矅要把这幅画马上裱起来，但被告知没有玻璃。他身边正好有一面镜子，于是他下令剥去锡箔，用来给他的画像做镜框。
左宗棠致力于促进全甘肃和陕西的农业生产。他特别关心鼓励棉花的种植，棉花对他的部队和粮食一样重要。棉花除了可以用于织布，还能用于填充军人的冬装。西北多产一点棉花，他就省了一点运输。他亲自写了两本关于种棉的小册子：《种棉十要》和《棉书》。他成立了一个机构，负责教授百姓如何纺纱织布。军人被派去种棉，并帮助村民们从事这项工作。他督促人们在过去种植罂粟的地上改种棉花。
左宗棠对罂粟种植的态度十分强硬。各县的农夫都被召到当地衙门，要求他们发誓不再种植罂粟。违背誓言者一定会立即受到处罚。然而，鸦片在甘肃的根子很深，很难予以控制。在一些地区，不得不派部队前往远僻的地方捣毁地里的罂粟。军队制订了严厉的规定，不许吸食鸦片。不能说左军中没人吸食鸦片，但肯定没有重度成瘾者；只要左宗棠在场，就没人敢于哪怕只偷着抽上一管。
在1874、1875和1876年，左宗棠运气很好：天气好得非同寻常，甘肃年成丰饶，凉州和肃州更是丰产。只要可能，他就按照收获前几个月前签订的合同收购粮食，如此维持了粮价的稳定，使他的采购不会令百姓为难。他细心地关照农民不要在丰收时卖掉所有的粮食，以免在岁末又用高价买回口粮。他在肃州储备了足够的弹药，然后运到哈密和已经建立的其他前进位置。他在蒙古买了几千头骆驼，租借了能够找到的所有车辆和牲口。哈密与南路的道路可以通行车辆。他把采办派到归化、包头、乌里雅苏台和科布多去采购粮食，用骆驼队运到巴里坤和古城。
俄国旅行家索思诺福斯齐于1875年6月15日经过兰州回国。他刚一到达，就拜会了左宗棠。引见过后，左宗棠直接问他能不能在西伯利亚代购粮食，在古城交货。索思诺福斯齐曾在塞米帕拉斯丁斯克省供职，了解那里的一些情况，爽快地谈定一笔交易，代购2.5万切维特的粮食，大致为15万普式耳，在古城交货，每切维特30卢布。这个价格比在归化购粮略低，在那里是每百斤（133磅）8两银子，在巴里坤交货。左宗棠说他与这些俄国人签订了合同，请他们代购300万斤，在古城交货，每百斤7.5两银子。索思诺福斯齐对这笔交易大为高兴，因为他开出的价格，在他的同伴看来是天价。他为自己辩解说，左宗棠没有跟他还价，并说自己有很多银子，但他不能让士兵吃银子。皮亚塞茨基提供了左宗棠与索思诺福斯齐之间所订的合同。其中写道：
大俄罗斯帝国的参谋军官索思诺福斯齐上尉，与中国全西部军事大帅左宗棠达成如下协议：为了在中国西部征讨鞑靼人，必须给部队提供粮食。索思诺福斯齐上尉鉴于同中国的深厚友谊，愿为中国人提供面包，每切维特30卢布，若斋桑地区粮价不贵，还可低于此价。［6］
俄国人打算在兰州停留1个月，然后再继续他们回国的悠闲旅程。可是左宗棠急不可耐，他给索思诺福斯齐的一名哥萨克军官派了一个卫队，让他带着索思诺福斯齐的指示，由快驿前往斋桑，先把粮食运上路。到1876年4月，俄国人不但把300万斤粮食交到了库车，还另加了100万斤。
到1876年春季，左宗棠积累的粮食储备如下：哈密，1000万斤；巴里坤，500万斤；古城，800万斤；加起来超过了1.5万吨。此外他还召集了充足的运力，把给养源源不断地运到这些基地，在那时他还另有1万吨粮食在运输途中。在肃州的主要基地，他可能拥有3万吨，在安西也有大量储备。他在所有的仓库中储存了给养，足以维持1年半的征战。
为部队提供武器装备也是一大问题。左宗棠决定，他要派往中亚的部队必须是精兵良将，因为他们的任务不止是打败回民军，消灭阿古柏。在左宗棠的计划中，他们还有一个使命，那就是树立威望。这是他花如此之多的时间来做筹备的主要原因之一。他本来可以至少提前1年深入新疆，他派出的部队足以打败阿古柏，镇压回民军，但最终的结果也许不会给人留下深刻的印象，而且也可能比实际取得成果的时间还要慢。他决定对部队进行现代化建设。他为部队采购了大量外国造的武器，但部队的装备仍然还有欠缺。他的兵工厂为他的部队生产武器弹药已为时4年。很自然，在刚起步时失去了很多机会，而且也犯过许多错误，但到1873年年底，这家工厂的产品已经非常令人满意。
左宗棠在1874年写给总理衙门（外交部）的一封信中谈到武器问题，表明了他对于现代化的态度，很有研究意义。他写道：
至西人所传洋枪队式，行列整齐，进止有度，较之中土所演阵式，不但枪械、子药远胜，其束伍、结阵之法，亦良不易及。然自剿办发、捻，中国材武之士辈出，善战者亦多尚洋枪，而不尽习其阵式。如前广东提督刘松山，今苏松镇总兵章合才，所练阵法足平发、捻，亦可制洋人，宗棠实亲见而信其能。
以简器论，炮以布罗斯所制之后膛螺丝开花大炮为最胜，枪以后膛七响为最胜。从前西人旧式枪炮本已精工，近改用螺丝内膛，后圆前锐，注药之子又极合用，较其旧式光膛圆子更为精妙，故致远取胜胜于旧式。近又改用后膛进子之法，进口大而出口翻小。如布国新制大炮及后膛七响洋枪，则极枪炮能事，无以复加。
凡枪炮之用，在致远取准而已。其能致远取准者，在炮子必合炮膛、枪子必合枪膛，子不离药、药力全注其子故也。布国新制大炮及后膛七响枪，不但子药合膛，且大于膛口以数分计，而能不伤膛口者，由子之外面用铅皮包裹，火着子出，铅皮融脱，故出口不伤；子聚药力，毫无外散，故能远；子满膛口而出，毫无偏倚，故能准也。
此间现设制造局，能自造铜引、铜冒、大小开花子，能仿造布国螺丝炮及后膛七响枪。近令改中国旧有之劈山炮、广东无壳抬枪，用合膛开花子，劈山架改用鸡脚，又无壳抬枪改用一人施放，选用宁波及粤、闽工匠制造，以总兵赖长督之。饬中军副将崇志教练本标将弁兵丁演习，俾制器之人知用器之法，用器之人通制器之意。向之劈山必用十三人，今只五人；向之无壳抬枪三人管放两杆，今一人放一杆，且更捷便。盖欲参中西之法而兼其长，为行队接仗、营卡守具所必需，亦犹西人每进益上、精益求精之意也。纵未能如西人之精到，而其利足以相当。如果能得地势，用教练之将弁带习练之兵丁，其制胜确有把握，非美观不适用、空言无实用者比也。
皮亚塞茨基博士在索思诺福斯齐路过兰州时与之同行，他对左宗棠做了非常有趣的侧面描写。这些俄国人住在左宗棠的大营做客1月，几乎每天都能见到他。他应左宗棠之邀参观了兵工厂。他写道：
我们参观了制枪车间和铸炮车间，其中使用了蒸汽，没有一个外国人……
兵工厂的总管是一位广州人，他来迎接我，把我领到一间帐篷里饮茶……我提议出去看看射击。兵工厂的主任给我看了4枝来复枪管的后膛枪，那是他们车间的产品。它们组装得非常精细，有各种规格，最大的是9号枪管。
兵工厂的技术员谦逊有礼……他不愿接受夸赞，对自己的科技和能力缺乏自信，坦言欧洲人的优势。在他的产品组装之前，他一直用喜爱的目光注视着那些部件。上司当面指责他，他赶紧走远了……
士兵们操作非常熟练，毫无恐惧……炮弹射出去了，炮身没有爆炸。他们用每枝枪射击几次，然后再试别的枪。总体而言射击不赖。［7］
左宗棠对这次访问的评论也很有趣。他在给友人的一封信（光绪五年与杨昌浚书。——译注）中写道：
弟徐语以新设制造局亦能制枪炮，与贵国及布洛斯所制相近，渠笑而不答。乃使人导赴赖镇所详视一切，归后询以何如？索思诺及同来诸人齐声赞好，惟讶其铁质精莹，意必从西洋转购而来。比告以土产之铁，索使等大以为奇，其于赖镇则数数目之，似见所未见也。
匈牙利旅行家捷辰依伯爵（Count Szechenyi）于1876年夏季在肃州拜访了左宗棠，那时左军正要搏击乌鲁木齐附近的回民军。左宗棠给他看了在兰州兵工厂制造的一枝撞针枪，捷辰依说它“的确是非常有用的武器”。他说左宗棠的骑兵携带一枝骑枪和一把刀，而步兵则用来复枪，部队“军容整齐”。［8］
