西元前330年冬，古代馬其頓國王亞歷山大大帝滅亡阿契美尼德王朝後，開始向中亞地區進軍。亞歷山大先取希爾卡尼亞，當地郡守降，繼取阿裏安那，當地郡守亦降。當亞歷山大繼續東進時因聞阿裏安那將反叛，便回師，平定阿裏安那叛亂，後又取德蘭吉亞那。西元前329年始北上越興都庫什山，進攻盤踞巴克特裏亞的波斯大臣柏薩斯。沿途降服德蘭吉亞那人、格德羅西亞人和阿拉科西亞人。柏薩斯在興都庫什山以北地區實行堅壁清野，自己逃往索格狄亞那（即粟特）。亞歷山大迅速佔領巴克特裏亞的首府巴克克特拉（今巴爾赫），命一波斯人為郡守。然後用皮筏渡過阿姆河。索格狄亞那貴族皮塔梅涅斯囚禁柏薩斯，自己逃走。亞歷山大得柏薩斯後，以弒逆罪將他處死。
公元前329年夏，攻陷索格狄亞那首府馬拉坎達（今撒馬爾罕）。亞歷山大前鋒直抵錫爾河。在錫爾河南岸，希臘－馬其頓軍隊遭到索格狄亞那土著的頑強抵抗。亞歷山大連克7城，凡不降者城破後將成年男子斬盡殺絕，婦孺則淪為奴隸。亞歷山大用皮筏渡過錫爾河，追擊河北的塞人，並在河南建埃斯哈塔亞歷山大裡亞（今列寧納巴德附近），駐軍設防。因天氣炎熱、兵士缺水，亞歷山大本人亦病倒，不得已中止追擊，回師馬拉坎達。在馬拉坎達，亞歷山大鎮壓以斯皮塔梅涅斯為首的索格狄亞那人的反抗。公元前329年冬，亞歷山大留軍駐守索格狄亞那，自己返回札裡阿斯帕（即巴特拉）。翌年春，亞歷山大再次向索格狄亞那進發，分兵掃蕩大部分索格狄亞那地區，斯皮塔梅涅斯屢敗，後為變節的塞人所殺。亞歷山大下令在索格狄亞那各地築城，遷移希臘人、馬其頓人充實其中。同時，可能懾於中亞各族反抗的威力，他拉攏和利用各地上層貴族，任命他們為郡守，表示尊重當地制度和習俗，自己也身體力行。這種懷柔政策終於引起各地貴族的分裂，反抗也漸趨平息。公元前327年，亞歷山大攻克索格狄亞那反抗的最後幾個據點，恕降者不死，並娶巴克特裡亞貴族歐克西亞特斯之女羅克薩娜為妻。巴克特裡亞和索格狄亞那等地既平，亞歷山大便揮師南下，於公元前326年開始東征印度。
亞歷山大對中亞地區的征服戰爭，給該地造成生產力的破壞，社會財富被劫奪，人口也被大量殺戮。但是亞歷山大給中亞帶來殖民統治的同時，也給中亞帶來希臘文化，促進瞭東西文化的交流和融合。亞歷山大的征服造成的中亞的統一局面，也有利於東西貿易的開展，他在各地興建的城市，後來也都成瞭中亞著名的商業中心。