В свою очередь Военное ведомство в 1888 г. отправило туда экспедицию под командованием капитана Громбчевского. Примеру англичан последовали и китайцы, выставив свои посты в долинах озер Рангкуль и Яшилькуль. Но вскоре туда прибыли войска афганского эмира, оттеснившие китайцев к Рангкулю. В 1890 г. в Кашгар из Индии прибыла английская миссия, официально для учреждения в этом городе консульства, а неофициально для переговоров с китайскими властями о разделе Памира.
Русское правительство не могло допустить, чтобы этот стратегический район был поделен между Англией и Китаем, и приняло решение немедленно занять Памир. Для этого в Маргилане был сформирован специальный отряд, состоявший из охотников (добровольцев) из 2-го, 7-го, 15-го, 16-го и 18-го Туркменских линейных батальонов и 24 казаков из 6-го Оренбургского полка. Всего в отряде было 8 офицеров и 114 рядовых под командованием полковника Ионова.
Ионову было приказано прекратить «хозяйничанье» китайцев и афганцев на Памире, указать на его принадлежность России, по возможности избегать столкновений и производить геодезические съемки. Преодолев с огромными трудностями перевал Тенгиз-Бай (в Алайском хребте), отряд двинулся правым берегом реки Кызыл-Суу и перешел ее вброд напротив урочища Бордаба. Отсюда 10 июля 1890 г. отряд выступил через перевал Кызыл-Арт и 12 июля был на реке Музкол. Здесь отряд разделился: казаки с полковником Ионовым пошли на перевал Уз-Бель и озеро Рангкуль, а пехота с вьюками пошла на перевал Акбайтал. Затем пехота по реке Акбайтал вышла в долину реки Оксу, а оттуда в долину реки Аличур, где и остановилась, охотясь и производя рекогносцировки, пока Ионов с казаками объезжал районы, принадлежавшие к Гиндукушу.
От озера Рангкуль Ионов отправился по реке Оксу (Мургаб) к Ак-Ташу, затем 21 июля через перевал Беик вышел в долину реки Карачукура, поднялся по реке на перевал Вахджир и к 25 июля достиг Базаи-Гумбеза. У перевала Беик русские арестовали английского лейтенанта Девинсона и отправили его под конвоем в Маргелан. А у Базаи-Гумбеза был арестован английский капитан Юнгхесбенд, с него Ионов взял письменное обязательство покинуть Памир и более здесь не появляться.
После этого Ионов с казаками через перевал, названный его именем, перешел на южную сторону Гиндукуша и через перевал Болрогиль вернулся обратно в долину реки Вахандарьи к селению Сархад. Отсюда Ионов направился в долину реки Памир и 11 августа, выйдя через перевал Хзаргош в долину реки Аличур, соединился с пехотой у озера Яшилькуль, откуда и двинулся в обратный путь, в город Ош.
Отряд во время своего движения убедился, что население колеблется относительно своего подданства, и поэтому действовал тут как на территории, бесспорно принадлежавшей России, — расставлял пограничные знаки, утверждал беков и т. д. Но после ухода русского отряда китайцы и афганцы опять начали хозяйничать в долинах рек Оксу и Аличур, что вынудило туркестанскую администрацию опять отправить в 1892 г. на Памир отряд под началом полковника Ионова.
Отряд был значительно увеличен. В его составе имелись четыре пехотные роты добровольцев, три сотни казаков из 6-го Оренбургского полка, двухорудийный взвод Туркестанской конно-горной батареи и команда саперов.
2 июня 1892 г. отряд Ионова выступил из Маргилана и 17 июня прибыл к озеру Рангкуль, где находился китайский отряд, бежавший при приближении русских войск. 27 июня отряд встал биваком на берегу реки Оксу (Мургаб) около слияния ее с рекой Акбайтал вблизи урочища Шаджан. Здесь Ионов получил сведения о нахождении афганского поста у впадения реки Аличур в озеро Яшилькуль и о готовящемся нападении китайской конницы на русский отряд в случае его продвижения к озеру.
Ионов решил действовать, он сам выступил против афганцев, а капитана Скерского выслал против китайцев.
Скерский выбил китайцев из укрепления Ак-Таш в верховьях реки Оксу, а Ионов, после рукопашной схватки 12 июля, уничтожил афганский пост у Сума-Таша около озера Яшилькуль в долине реки Аличур.
25 июля Ионов двинулся в обратный путь на Оксу (Мургаб). Здесь, на месте прежнего бивака, он заложил укрепление и выслал капитана Скерского с полусотней казаков для рекогносцировки отдаленных районов Памира, где снова появились китайцы.
25 августа Ионов отправился обратно в Фергану, оставив в новом укреплении Шаджанский отряд (160 человек пехоты и 40 казаков) капитана Кузнецова. Кузнецов успокоил китайцев относительно неприкосновенности их территории и наладил с ними дружеские отношения.
Зима 1892 г. прошла спокойно. Весной 1893 г. афганцы начали стягивать войска к границам Бухары и производить рекогносцировки в Шигнане и Рушане, собирая с местного населения незаконную подать. Для прекращения произвола афганцев в этот район был послан штабс-капитан Ванновский с двумя офицерами и десятью нижними чинами, при появлении которых афганцы бежали.
В начале 1894 г. на Памир были отправлены подкрепления снова под командой полковника Ионова. В мае 1894 г. Ионов получил сведения о появлении вооруженных афганцев в Шигнане и Рушане и немедленно отправил туда два отряда: подполковника Юденича — по реке Гунт и капитана Скерского — по реке Шахдаре, до впадения обеих рек в Пяндж. В ту же сторону был выслан казачий разъезд капитана Александровича.
Шахдаринский отряд (12 человек пехоты, 20 казаков, 2 орудия) 22 июля прибыл к границе Шигнана, где был радостно принят местным населением во главе с сыном правителя, присоединившимся к отряду. Однако, подойдя к крепости Рош-Кала 28 июля, отряд был встречен огнем. 31 июля Скерский направил к крепости два отряда, и афганцы покинули Рош-Кала и отошли на 12 верст от бивака русских.
К афганцам подошло подкрепление, но и к отряду Скерского прибыла команда капитана Эттингена, у которого было 60 пехотинцев, 12 казаков и пара пусковых станков с 32 осколочно-фугасными ракетами.
С 4 по 8 августа 1892 г. афганцы несколько раз пытались атаковать русских, но каждый раз, попадая под их огонь, они отступали. 9 августа афганцы скрытно ушли и через десять дней уже были в пределах владений своего эмира.
Наряду со смелыми действиями русских пехотинцев и казаков следует отметить и блестящую работу расчетов горных орудий и ракетных команд. Чего стоит только переход конно-горной батареи через перевал Акбайтал на высоте 4593 м над уровнем моря. Сейчас далеко не каждый альпинист может похвастаться покорением таких высот, а тут простые солдаты без всякого снаряжения тащили на себе и коней, и пушки.
К концу 1892 г. Памир был окончательно очищен от китайцев и афганцев. Успешные операции русских войск заставили британское правительство вступить в переговоры с Россией.
27 февраля (11 марта) 1895 г. в Лондоне посол России Георг фон Стааль и министр иностранных дел Великобритании лорд Кимберли обменялись нотами по вопросу ограничения подвластных им территорий в Средней Азии. В историю дипломатии этот обмен нотами вошел как «Третье русско-английское соглашение по Средней Азии». (Первое состоялось в 1872–1873 гг., а второе в 1885–1887 гг.)
Условия «третьего» соглашения включали:
1. Соглашение определяло восточный (бухарский) участок северной границы Афганистана.
2. Сферы влияния России и Англии на восток от озера Зоркуль разделялись пограничной чертой, которая шла от точки на восточной оконечности озера Зоркуль по гребню горной цепи до перевала Орта-Бель, а оттуда далее на восток, примерно чуть южнее параллели озера Зоркуль, затем пограничная черта поворачивала к пункту Кызыл-Рабат, лежащему на реке Оксу, а оттуда далее на восток до смыкания с китайской границей.
3. Река Пяндж становилась пограничной рекой между Афганистаном и Бухарой, между сферой английских и российских интересов. Афганистану отошли бухарские владения к югу от Амударьи, на левом берегу реки Пяндж (округ Дарваз), а к Бухаре присоединились таджикские округа Рушан и Шигнан, а также часть Вахана, лежащая на правом берегу Пянджа.
4. Остальная часть Вахана, лежавшая выше впадения реки Памир в реку Пяндж, так называемая Вахандарья, осталась за Афганистаном. Тем самым Россия отделилась узкой полоской афганских владений от Гиндукуша, сохранявшегося, безусловно, в сфере владений Великобритании.
5. Эта территория между Гиндукушем и русско-афганской границей, хотя и входила в сферу влияния английских интересов, не была присоединена к владениям Британии, а осталась афганской, и на ней не разрешалось возводить ни военных постов, ни укреплений.
6. Установленная соглашением пограничная черта должна быть демаркирована Смешанной русско-английской комиссией погранично-технического характера с участием представителя эмира Афганистана.
7. Обе стороны обязались не вмешиваться в политические дела сферы другой стороны: т. е. Россия — к югу от разграничительной линии, а Англия — к северу от разграничительной линии.
Демаркация границы на местности была проведена в июле 1895 г. Пограничный столб № 1 установили на восточном берегу озера Зоркуль.
Таким образом, часть Памира отошла к Афганистану, часть — к России, а часть — к Бухарскому эмирату. Однако власть бухарского эмира в своей части владений была фиктивной. Фактически и русский, и бухарский Памир находились в ведении начальника памирского отряда, пользовавшегося по отношению к населению правами начальника уезда и подчиненного по исполнению своих административных обязанностей военному губернатору Ферганской области.
Русский отряд на Памире состоял до 1917 г. из нескольких сотен пехотинцев и нескольких десятков казаков, взятых из состава частей Туркестанского военного округа. Из-за суровых климатических условий личный состав отряда ежегодно менялся. Первоначально штаб-квартирой отряда служил Памирский пост на реке Мургаб, а затем — урочище Хорог, расположенное при впадении реки Гунта в Пяндж.
Таким образом, в 1895 г. была окончательно установлена южная граница России, которая позже стала границей СССР и просуществовала до 1991 г.