В середине VI в. на политической сцене Азии появилось новое «действующее лицо» — Тюркский каганат, вскоре превратившийся в крупнейшее центральноазиатское государство раннего средневековья. К середине VI в. тюрки создали особую руническую письменность — так называемое орхонское письмо.
Рунические памятники на камне и строениях известны в ряде районов Центральной Азии — в Северной Монголии, в долине Енисея, в Прибайкалье, на Алтае, в Восточном Туркестане и Средней Азии, а также в Европе — в Донбассе и на Дунае. В 553 г. тюркским каганом стал Кушу (Муханъ-хан), который был «тверд, жесток, храбр, умен и ничем не интересовался, кроме войн» (И. Бичурин). Вероятно, весной 554 г. из своей ставки на р. Орхон он направил на запад армию под командованием Истеми-кагана.
Не встречая серьезного сопротивления, тюрки пересекли Джунгарию и через Джунгарские Ворота, которыми пользовались еще хунну, проникли в Семиречье. Форсировав последовательно рр. Каратал, Или и Чу и обойдя пески Муюнкум с юга, Истеми прошел степью вдоль открытого им хр. Каратау (420 км). Вероятно, где-то близ современного г. Кзыл-Орда он переправился через Сырдарью и в 555 г. достиг «Западного» (Аральского) моря.
Завоевание северо-восточных берегов Арала встретило сопротивление «племен хуни, обитавших в «болотных городищах» в низовьях Сырдарьи, [их] соседей… угорских племен вар и огоров (угров)» (Л. Гумилев). Они были разгромлены лишь к 558 г. Истеми преследовал оставшуюся часть этих племен (около 20 тыс. человек) через степи Западного Казахстана, Мугоджар и Приуралья до Волги, переправившись при этом через рр. Эмба и Урал. Дальше тюрки не пошли, ограничившись подчинением приуральских степей. Западный поход Истеми, во время которого были открыты степные пространства Западного Казахстана, Заволжье, хр. Каратау, рр. Эмба, Урал и нижняя Волга, закончился около 560 г.; длина маршрута в оба конца составила более 10 тыс. км. Вероятно, в начале 560-х гг. тюрки подчинили степи и полупустыни возвышенной волнистой равнины с многочисленными холмами и увалами — Казахской мелкосопочник.
Пока Истеми воевал на западе, Мухань-хан начал операции на севере: он проник в Центральную Туву, в верховьях Енисея, и покорил тюркоязычное племя чиков, но переваливать Западный Саян не стал, посчитав, что обеспечил относительное спокойствие на северной границе своей огромной империи, созданной «длинным копьем и острой саблей» отрядов тюркской панцирной конницы.
Разгром тюрками варварского объединения племен эфталитов в 560-х гг. позволил согдийским купцам беспрепятственно вести посредническую торговлю с Китаем. Согдийцы обратились к Истеми, ставшему к тому времени ханом, с предложением направить посольство к иранскому шаху, с тем чтобы добиться разрешения на провоз шелка через его страну. Истеми согласился, так как у тюрков скопились большие запасы шелка, собранного в качестве дани или награбленного в походах. Тюркским послом был назначен согдиец Маниах. Его миссия оказалась неудачной. Он не добился согласия шаха и, вернувшись в ставку, уговорил Истеми начать войну с Ираном. Прежде, однако, следовало найти союзника. И Истеми отправил того же Маниаха в Византию для заключения военного союза и торгового договора. Путь Маниаха скорее всего пролегал мимо южного побережья Арала и по пустынному столовому плато Устюрт. Затем он обогнул с севера Каспийское море и, пройдя всю Прикаспийскую низменность, добрался до Кавказа. Каким перевалом Маниах преодолел эту горную систему, не установлено, но он благополучно прибыл в Византию. «Высокие договаривающиеся стороны» пришли к соглашению, и в августе 568 г. Маниах в сопровождении посла Византии Зимарха отправился на родину, вероятно, тем же маршрутом. По прибытии в ставку Истеми Зимарх получил в подарок пленницу и сопровождал хана в походе против персов. Обратная дорога Зимарха и нового тюркского посла, сменившего умершего Маниаха, кратко описана византийским историком второй половины VI в. Меандром Протиктором: проделав «немалый путь [они] достигли… великого и широкого озера [Арала]. Здесь Зимарх пробыл три дня…» Отправив вестников о своем возвращении короткой дорогой, он «в продолжение 12 дней шел вдоль песчаных берегов этого озера… [затем] достиг берега Иха [Эмбы]… Даиха [Яика] и разными болотами [Прикаспийской низменности] прибыл к Итилю [Волге]». Получив наполненные водой кожаные мехи для утоления жажды при переходе по безводной степи, посольство проследовало скорее всего на юго-запад через центральную часть возвышенности Ергени. На пути Зимарх встретил «обширный водоем» (соленое озеро Маныч-Гудило?), затем пересек Кубано-Приазовскую низменность и добрался до «тех озер, в которые впадает и в которых теряется река Кофин [Кубань]». С нижней Кубани посольство поднялось но ее долине в страну аланов, правитель которой предупредил Зимарха, что у Мамисонского перевала (близ 44° в. д.) через Главный Кавказский хребет — им обычно пользовались византийцы — устроена засада.
Зимарх направил туда отвлекающий караван — 10 лошадей с грузом шелка, а сам с остальным посольством прошел через Марухский (близ 41°30′ в. д.) или Клухорский (у 42° в. д.) перевал, благополучно добрался до побережья Черного моря и вернулся в Византию.
В период владычества тюрок в Центральной Азии согдийцы выступали не только в амплуа купцов и послов — они продолжали и колонизационную деятельность. Воспользовавшись благоприятной политической обстановкой второй половины VI в., отдельные группы переселенцев из Семиречья проделали огромный путь через Центральную Азию к Байкалу и осели в Приангарье; с собой они принесли культуру развитого земледелия. Археологическими раскопками последних лет в устье р. Унги (левый приток Ангары, у 54° с. ш.) обнаружены многочисленные предметы среднеазиатского происхождения и согдийские захоронения. Эти факты дают основание считать выходцев из Согда, знакомых с письменностью с IV–III вв. до н. э., первооткрывателями р. Ангары и Лено-Ангарского плато. В 603 г., после 20-летнего периода междоусобных войн, Тюркский каганат распался на два враждующих государства — среднеазиатское (западное с центром в Семиречье) и центральноазиатское (восточное с центром на р. Орхон).