Прибытием художника в Самарканд и оценкой военной обстановки заканчиваются заметки Верещагина «От Оренбурга до Ташкента. 1867–1868». Их логическим продолжением служит очерк художника «Самарканд в 1868 г.», опубликованный в сентябрьской книге журнала «Русская старина» за 1888 год, двадцать лет спустя после описываемых событий.
Командующий и его свита расположились в самаркандском дворце эмира. Художник с интересом знакомился с просторными апартаментами, двором, служившим тронным залом Тамерлану, в глубине которого стоял трон — большой кусок белого мрамора, украшенный рельефным орнаментом. О своем времяпровождении Верещагин сообщает нам следующее: «Я ежедневно ездил в город и за город, осматривал мечети, базар, училища, особенно старые мечети, между которыми уцелело еще немало чудесных образцов; материала для изучения и рисования было столько, что буквально трудно было решиться, за что ранее приняться: природа, постройки, типы, костюмы, обычаи — все было ново, оригинально, интересно».
Однако художнику хотелось не только рисовать, но и воочию увидеть военные действия, быть их живым участником, чтобы знать о войне не понаслышке. Поэтому, когда генерал Головачев выступил с отрядом из Самарканда в поход, чтобы взять крепость Каттакурган, Верещагин упросил генерала разрешить ему присоединиться к отряду. Но надежды художника увидеть боевые действия, участвовать в сражении не оправдались: крепость сдалась без боя. После падения Самарканда боевой дух бухарских солдат упал.
Оправившись от первого удара, бухарцы стали активизироваться. Под самыми стенами Самарканда неприятель насел на отряд Пистолькорса, возвращавшийся с военной операции. Когда же Кауфман со свитой, в которой был и Верещагин, выехал навстречу отряду, он был встречен в предместье города огнем. Часть казаков, сопровождавших командующего, бросилась в атаку, чтобы рассеять противника.
Активизация бухарцев вызвала реакцию и в самом Самарканде. Сторонники эмира — представители феодальной знати и духовенства из особенно ярых приверженцев ислама — стали подстрекать горожан к нападению на русских. Верещагин не раз был свидетелем того, как на улицах города собирались толпы народа и жадно слушали призывные проповеди мулл. Командующий не придал этому значения и выступил из Самарканда с основными силами, оставив в крепости лишь небольшой гарнизон. Как только отряд Кауфмана покинул город, распространились слухи, что самаркандцы замышляют восстание. Комендант крепости не советовал Верещагину выходить в город, который будто бы был полон вооруженными возбужденными людьми. Со стен крепости можно было разглядеть, что на возвышенности Чопата, господствующей над городом, собралось много вооруженных людей и блестели составленные в козла ружья. Здесь были не только взявшиеся за оружие горожане, но и солдаты бухарского эмира.
На следующий день, когда художник допивал чай, собираясь дописывать этюд, раздались воинственные возгласы и послышалась стрельба. Верещагин понял серьезность положения — противник начал штурм крепости — и, схватив револьвер, бросился к Бухарским воротам. Именно оттуда доносилась стрельба. Гарнизон защитников крепости насчитывал всего до пятисот человек. У противника же, судя по наблюдениям, было тысяч двадцать. Оборона крепости осложнялась тем, что стены были старые, в пробоинах.
Достигнув ворот и видя малочисленность защитников, Верещагин схватил ружье первого попавшегося убитого солдата и набил карманы патронами. Атакующие располагали плохим оружием, но стреляли метко, к тому же из маленьких амбразур, пробитых в окружавших крепость глинобитных строениях. У русских таких амбразур в крепостной стене не было, огонь пришлось вести из-за ее полуобвалившегося гребня, почти на виду у противника, что и вызвало большие потери.
В течение семи суток сражался Верещагин в рядах защитников крепости как простой солдат. Поначалу солдаты называли его «ваше степенство», но потом когда принявший на себя командование одним из опасных участков полковник Назаров, человек дерзкой отваги, назвал его Василием Васильевичем, то все это подхватили, и скоро весь гарнизон стал звать Верещагина по имени и отчеству.
Художник так описал один из драматических эпизодов обороны крепости: «В это время начальник крепостной артиллерии бравый капитан Михневич, всюду поспевавший, раздал нам ручные гранаты для бросания через стены в неприятельские толпы. Между тем шум что-то затих, так что мы не знали, куда бросать их, да к тому же подозревали, не затевают ли какой особой каверзы — надобно было посмотреть через стену, где неприятель и что он делает. Офицеры посылали нескольких солдат, но те отнекивались, один толкал вперед другого — смерть почти верная.
„Постойте, я учился гимнастике“. И прежде чем Назаров успел закричать: „Что вы, Василий Васильевич, перестаньте, не делайте этого“, — я был уже высоко.