刘锦棠是左宗棠最倚重的湘军大将刘松山之侄。在进新疆之前，左宗棠首先需要平定陕甘两地的回民叛军。左宗棠按照“先捻（捻军）后回、先陕后甘”的基本方略，先后击败陕回贼首白彦虎，甘回贼首马化龙等，安抚灾民，逐步善后，将西北早已糜烂的局面，依次挽回。刘松山就是在进攻回军老巢金积堡周边时，英勇牺牲的。刘锦棠在左宗棠支持下，继承了叔父的遗志和旧部，继续统率老湘军。
肃州回军被击溃后，进疆之路就在眼前。当时左宗棠坐镇肃州大营（今甘肃酒泉），派金顺带前锋先行，刘锦棠率领大军在其后，拉开了收复新疆、驱逐浩罕侵略者阿古柏和逆贼白彦虎的伟大战争。刘锦棠在收复新疆之战中，作用非常重要，几乎参与了每一场战役，实际上是左宗棠的前敌总指挥。
光绪元年（1875年）初，刘锦棠在甘肃休整军队。在经过一年的厉兵秣马后，他率军从肃州出发，先到达新疆吉木萨尔。当时左宗棠的战略是“先北后南、缓进速战”。这个方略是非常正确的。在历史上，无论汉唐还是清朝，要控制西域全境，首先要占据天山以北水草丰美之地，进而南下，攻克被沙漠包围的各个绿洲城市。而由于西域远离中原，补给困难，水源稀少，因此只能缓慢进兵，以免后勤跟不上；而临战时，必须一鼓作气，集全力于一点，迅速破敌，否则打成持久战，进攻一方就会劳师糜饷，陷入被动局面。刘锦棠和金顺相互配合，先后打下了古牧地、乌鲁木齐、玛纳斯、托克逊、达坂城等地，北疆敌军全部被肃清。接下来是南疆，南疆主要是“拔城”作战，先后打下库尔勒、轮台、库车、阿克苏、叶尔羌、喀什、英吉沙、和田等地。此外，左宗棠亲自率军前往哈密大营，准备兵分三路，与俄军决一死战，以收复被俄军占据的伊犁，刘锦棠担任西路军总指挥，俄军最终撤出伊犁。浩罕军阀阿古柏在作战期间死亡，余部溃散，白彦虎逃出国境，投靠俄国。
刘锦棠不光是一位沙场战将，也擅长行政治理。新疆经过长期战乱后，行政体系基本上是瘫痪的。刘锦棠设立了“善后局”，前方军人打仗，打下后立即交由行政人员，进行善后。
光绪六年（1880年）3月，清廷任命刘锦棠帮办新疆军务。8月，左宗棠回京，刘锦棠接任钦差大臣督办新疆军务。此时他已经是独当一面的封疆大吏了，相当于汉朝的西域都护，唐朝的安西大都护。光绪十年（1884年），新疆和内地一样建省，改变了乾隆以来的军镇+羁縻制度。刘锦棠出任新疆首任巡抚，在任期间，他建立行政制度，安抚流民，恢复生产，枕戈待敌，为新疆的建设与发展贡献了一生。
总而言之，刘锦棠是左宗棠在平定西北中后期，最为倚重的左膀右臂。左宗棠制定战略，刘锦棠执行战术。他是老湘军最有力的直接统帅，是出色的前敌指挥官。如果没有刘锦棠，左公当时年事已高，进疆之路十分凶险，恐身体难以支撑。新疆建省之后，刘锦棠殚精竭虑，又铸剑为犁，在军政两个领域，都做出了重大贡献。