年，俄罗斯的彼得大帝组织队伍，以公爵别科维奇为首，开始对中亚各汗国进行远征。远征队率先攻打希瓦汗国，结果遭到惨败，别科维奇阵亡，俄军几乎全军覆没。此战役后，彼得大帝总结经验，指出哈萨克草原才是通向中亚各国的关键大门，因此征服哈萨克草原，就成了彼得大帝后继者们征服中亚的首要任务。
彼得大帝确实很有眼光，他同时指示了两条进攻路线，分别从哈萨克草原的东北和西南，沿边境方向进行入侵。从十八世纪末到十九世纪中叶，沙俄历任统治者就按照这个路线，采取修建碉堡、步步为营的政策，向汗国内部推进。（在常凯申第五次围剿的战役中，也采取了修建碉堡，层层推进的政策，这个政策还是很有效的。）
俄军占领一个地方，就设置一个军事要塞，作为下一步进攻的基地，年，俄军先在额尔齐斯河中游左岸建立亚梅什堡，年在鄂木河注入额尔齐斯河处，建立鄂木斯克城堡，年建立了塞米巴拉金斯克，年在靠近中国边界的斋桑泊西北建立了乌斯季卡缅诺哥尔斯克（清朝称为铿格尔图喇），年在哈萨克草原西北建立了奥伦堡。
这样随着进军的深入，碉堡越来越多，最终连成一条碉堡线。包围哈萨克草原的是四条碉堡线，称为额尔齐斯河碉堡线、奥伦堡碉堡线、伊施姆河碉堡线以及乌拉尔河碉堡线。
额尔齐斯河要塞线：由托博尔斯克、鄂木斯克、塞米巴拉金斯克和乌斯季卡缅诺哥尔斯克等要塞组成，长达km。
奥伦堡要塞线：由奥伦堡、克拉斯诺戈尔斯克、上雅伊克、彼得罗巴甫洛夫斯克等要塞组成，全长km，俄国通过此要塞线加强了对哈萨克小玉兹的控制。
伊施姆河要塞线：全长km，俄国通过此要塞线深入到了哈萨克中玉兹境内。
最终，沙俄势力通过要塞线在草原上不断延伸，不但吞并了哈萨克草原的大量土地，而且一步步接近了中亚三汗国，做好了向南进一步扩张的准备。
四条碉堡线，像四道钢索，紧紧扼住了哈萨克草原，对哈萨克汗国造成泰山压顶之势。哈萨克汗国在外敌入侵的情况下，依然内乱不已，当时东面还面临着准噶尔汗国的入侵。对于准噶尔的入侵，三玉兹尚能报团作战，年，由小玉兹可汗阿布勒海尔可汗为统帅，率领三玉兹并肩战斗，但是在形式好转的情况下，高层开始争权夺利。年，担任全哈萨克统帅的小玉兹阿布勒海尔可汗，没有达到担任全哈萨克汗王的目的，开始与大、中玉兹分道扬镳，三玉兹终于被沙俄分化瓦解。
年，阿布勒海尔汗他与少数部属一起向沙皇宣誓效忠，小玉兹臣属沙俄帝国，但他的这一举动遭到大多数哈萨克人的反对。以后年，小玉兹阿布勒海尔汗再次宣誓效忠沙俄，先后把子和妻送到俄国宫廷为人质，俄国承认阿布勒海尔可汗是整个哈萨克汗国的代表，小玉兹实际上已经被俄国吞并。
年领导反抗沙俄的阿布赉大汗去世后，中玉兹内部无人能服众，为了争夺领导权，很快分裂。年，中玉兹瓦里可汗去世，中玉兹更加分裂，很多部落首领惧怕沙俄势力，开始向沙俄宣誓效忠。沙俄实际上已经完全控制了中玉兹。
年，浩罕汗国在沙俄的支持下，攻占了大玉兹的重要城市塔什干。大玉兹哈萨克人的反抗遭到残酷镇压，哈萨克人四处逃难，一部分逃入中玉兹，一部分逃入中国，还有的逃入俄国，大玉兹基本解体，作为浩罕汗国的领地维持了一段时间，年沙俄吞并浩罕，大玉兹名义上的领地全部归了俄国。
为巩固在新领土上的统治，俄国政府于年颁布了《西西伯利亚吉尔吉斯人条例》，在年又颁布了《奥伦堡吉尔吉斯章程》。废除了哈萨克草原上传统的汗制，小玉兹划给奥伦堡总督管辖，中玉兹由西西伯利亚总督管辖，同时成立由俄国人主管的行政机构，负责草原上的事务。这两个文件的颁布和实施标志着俄罗斯正式了吞并哈萨克草原。
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