В Средней Азии с 1884 года русские текстильные магнаты под руководством Т.С. Морозова предпринимали попытки развить посевы хлопка среди местного населения, но результаты оказались невелики. Ситуация изменилась только после принятия решения об орошении Голодной степи в Туркестане (ныне Узбекистан) и переселении туда русских крестьян.
С 1903 года началось строительство Романовского канала протяженностью 140 верст, завершившееся в 1913 году. В это время были также построены ключевые объекты и основная часть системы орошения с сетью малых каналов общей протяженностью 1,6 тыс. верст. Земельные участки для переселенцев выделялись в размере 8-10 десятин для выращивания хлопка. Планировалось орошить 65 тыс. десятин к 1915 году, и к 1913 году уже было переселено 20 тыс. десятин. Началось строительство небольших хлопкоочистительных заводов.
Переселенческое управление провело новые исследования и разработало крупные инженерные проекты в бассейне реки Чу (в нынешней Киргизии). Работы начались в 1914 году, и к 1916 году планировалось ввести в эксплуатацию первый этап с орошением 32 тыс. десятин. В 1913 году в честь 300-летия Дома Романовых Государственная Дума утвердила создание 150-миллионного фонда с привлечением частных средств для мелиоративных работ в Европейской и Азиатской России в течение пяти лет. План работ был утвержден 8 марта 1914 года. Хотя война сорвала эти планы, часть проектов была реализована в советский период.
В 1906 году была построена железнодорожная линия Оренбург-Ташкент, которая была завершена за шесть лет. Производство хлопка в губернии с 1887 по 1908 год выросло в 1400 раз — с 10 тыс. до 14 миллионов пудов в год.
По качеству туркестанский хлопок уступал индийскому и египетскому, а мануфактура, произведенная в центральных российских губерниях из туркестанского хлопка, не дотягивала до европейского уровня. Однако благодаря устойчивому сбыту российской мануфактуры в Китае и Персии, Российская империя успешно противостояла торговым давлениям со стороны талассократий. Не случайно на выставке в Турксельхозвыставке-1909 (и на предыдущих) одним из крупнейших был павильон Ярославской мануфактуры.
Кроме того, хлопок также использовался для производства пороха и пищевого масла. На выставке в 1909 году отмечалось, что за последние шесть лет экспорт хлопкового масла из Туркестана вырос в 36 раз. Отходы от производства масла, жмых, можно было использовать в качестве корма для скота. Стебли хлопчатника использовались в производстве стройматериалов и как топливо.