В 708 г. Кутайба продолжил завоевание Бухарского оазиса. Идя к Замму через Мерверруд и Фарйаб, он присоединял к своему войску отряды местных владетелей, среди которых был и Тирек. На этот раз за Амударьей его поджидали объединенные согдийско-тюркские войска, пришли даже отряды из Ферганы. Активное участие согдийцев в защите бухарского оазиса можно объяснить опасением за судьбу транзитной торговли, проходившей через него. Кутайба одержал верх в столкновении и двинулся на северную окраину оазиса, к Вардане. Правитель Варданы, вардан-худат, соперничавший по могуществу с бухар-худатом, встретил его с большими силами на магистральном канале Харканруд. Двухдневное сражение закончилось вничью. В следующем, 709 году, Кутайба подошел к столице оазиса, Бухаре, и осадил ее. Бухара в ту пору представляла собой чуть вытянутый с севера на юг прямоугольник, площадью около 36 га, защищенный массивной глинобитной стеной; западнее города, на расстоянии сотни метров располагалась цитадель (3,96 га) с дворцом бухар-худата. Цитадель соединялась с городом виадуком. Возможно, в ту пору пространство между городом и цитаделью было также защищено стенами. Можно думать, что в самом городе, шахристане, тогда имелись колодцы, позволявшие выдерживать длительную осаду. Понятно, что если вдвое меньший Пайкенд арабы не могли взять без длительной осады, то Бухара была для них более твердым орешком.
Пока Кутайба стоял под Бухарой, на помощь ей пришли тюрки и согдийцы, и Кутайба расположил свой лагерь так, чтобы Зеравшан прикрывал его от внезапного нападения. Здесь разыгрался эпизод, иллюстрирующий племенное соперничество в арабском войске. Аздиты получили у Кутайбы позволение атаковать тюрков одним своим племенем. Но тюрки отбросили их и даже прорывались к его лагерю. Его войско не решалось идти в новую атаку, тогда он обратился к тамимитам, соперникам аздитов, и они, хотя и без большой охоты, переправились через реку и атаковали тюрков. Воинственность войска подогрело обещание выдать каждому, кто принесет голову врага, сто дирхемов. В этом бою были ранены хакан и его сын, и тюрки отступили, а ихшид Согда Тархун предпочел вступить в переговоры и купил мир согласием платить дань. Оставшись наедине с арабской армией, бухарцы тоже вступили в переговоры и сдали город, обязавшись ежегодно выплачивать 200 или 220 тысяч дирхемов.
Успехи Кутайбы заставили Тирека опасаться, что теперь удар будет направлен против него и, получив разрешение отделиться от войска, быстрым маршем ушел в сторону Балха, а затем через Хульмский проход на восток. Он надеялся, что за зимнее время удастся поднять против арабов других владетелей Хорасана. Тем временем Тирек овладел районом Самангана-Баглана и обезопасил себя от нападения Кутайбы, поставив свой гарнизон в крепости, закрывавший проход через Хульмское ущелье. Неизвестно, на каких правах он обосновался здесь. Не исключено, что джабгу (йабгу) предоставил ему эту территорию как беглому государю. Отсюда он разослал письма с призывом восстать против арабов владетелям Мерверруда, Таликана, Фарйаба и Джузджана, и они откликнулись на его призыв. Для арабской власти в Хорасане назревала серьезная угроза.
Весной Кутайба повел свое войско через Мерверруд. Марзбан Мерверруда Базам поспешно бежал, скорее всего, тоже в Тохаристан. Кутайба захватил и казнил (распял) двух его сыновей. Владетели Фарйаба и Таликана встретили его с повинной и были прощены, владетель Джузджана не смирился и укрылся в горах. Кутайба прошел Балх, задержавшись в нем лишь на один день, торопясь быстрее пройти Хульмское ущелье. Но оно оказалось надежно прикрытым. Тирек отошел дальше на восток к Баглану. Кутайба несколько дней пытался прорваться, но крепость надежно закрывала проход. Удача пришла нежданно – к Кутайбе явился хан, правитель Самангана и Руб‘а, которого Тирек явно ущемил в его правах, и сообщил Кутайбе дорогу в обход крепости в обмен на гарантии неприкосновенности, которую получил в письменном виде. Небольшой отряд ночью внезапно напал на крепость с неожиданной стороны, ворвался в нее и перебил находящихся в ней воинов. Отряд, стоявший в ущелье, после этого разбежался, и Кутайба беспрепятственно провел свое войско через теснину. Узнав об этом, Тирек отправил свой обоз с лишним имуществом и ценностями на сохранение к кабул-шаху, а сам ушел дальше на северо-восток за реку Фаргар (Фархар) и укрепился в неприступной горной крепости Курз. Авангард с Абдаррахманом ибн Муслимом перекрыл ущелье, ведшее к крепости, а Кутайба с основным войском встал в Искимиште в двух фарсахах от Абдаррахмана. Осада затянулась на два месяца, лето перевалило за середину, дожидаться зимы и даже осени на высоте около 2000 м было рискованно, а уходить, оставив мятежника победителем – позорно. Оставался один способ – выманить его из крепости обманом, тем более что осажденные стали испытывать нехватку продовольствия и тоже тяготились затянувшейся осадой.