Поход на столицу Согда арабы предприняли в 712 году, двинув против самаркандцев двадцатитысячный авангард своих войск. Завоеватели обстреливали стены Самарканда из трехсот метательных орудий, причиняя огромные разрушения. Стойко и смело защищали согдийцы свой город, нанося осаждающим тяжелые потери. Целый месяц длилась осада. Но, несмотря на мужественное сопротивление самаркандцев, арабские войска под предводительством Кутейбы ворвались в город через пробитые таранами в стенах бреши и подвергли его беспощадному разграблению.
Из многочисленных древних храмов, которыми славился Самарканд, Кутейба вывез неисчислимые богатства, золото, серебро, драгоценные камни. Здания храмов были сожжены и разрушены. При этом погибло огромное количество творений народных умельцев, художников и скульпторов.
На гнет и насилие арабов-завоевателей народные массы Согдианы ответили яростной освободительной борьбой. В начале 713 года в Самарканде вспыхнуло антимусульманское восстание. На помощь восставшим пришли степные тюрки. Жестокая кровавая борьба в Согдиане не прекращалась в течение почти всего периода арабского владычества в Средней Азии. Наиболее крупным было восстание 720-721 годов, когда арабы бросили против самаркандцев целую армию карателей. Жители, вынужденные покинуть родной город и бежавшие в Ходжент, были по пути зверски перебиты.
Но народ не сдался. Антиарабское и антифеодальное движение в Согде, получившем арабское название Мавераннахр, вскоре снова охватило всю долину Зарафшана и Кашкадарьи. Восстание, вспыхнувшее в 70-х годах VIII века, возглавил вождь, вошедший в историю под арабским прозвищем Муканна, что означает "закрытый покрывалом". Восставшие пытались свергнуть арабское господство и уничтожить имущественное неравенство,
Призыв Муканны вызвал горячий отклик и граждан Самарканда. Доведенные до отчаяния иноземным гнетом жители города вооружились и во главе со смелым и решительным военачальником Рафи ибн-Лейсом обрушились на ненавистных завоевателей. Восстание, по образному определению Садриддина Айни, стало как бы "ветром, раздувшим пожар из огня возмущения, пылавшего в сердцах народа". Собрав отважных людей, Рафи ворвался в самаркандский дворец, убил Джунаида ибн-Азади, правившего тогда городом от имени арабского наместника в Хорасане.
Однако власти арабских захватчиков положил конец лишь распад в начале IX века арабского халифата. Власть в стране перешла к местным владетелям из династии Тахиридов, а в IX-X веках - Саманидов. Наступил период нового подъема Самарканда. Город начал расти, расширяясь в южном направлении и постепенно выходя за пределы Афрасиаба.
Арабский путешественник X века, объездивший многие страны, посетив Самарканд между 960 и 970 гг., характеризует облик города этого периода такими словами:
"Самарканд- город, расположенный на юге Согдийской реки и лежащий высоко над нею. В нем имеется цитадель, шахристан и рабад. В цитадели находится дворец правителя, впрочем, разрушенный. Я поднимался на цитадель и лицезрел прекраснейший из видов, который когда-либо видел взор человека: свежую зелень деревьев, блистающие замки, текущие каналы. Выделяются площади и украшающие город здания. Все это отражается в текущих каналах и наполненных прудах поверхность которых все время волнуется. В Самарканде имеется крепость и четверо ворот. От них спускаются по многочисленным идущим вниз ступенькам к Согдийской реке. Западные ворота - Наубахарские - расположены также на возвышенности, северные- Бухарские и южные - Большие. Самарканд - город, в котором большие базары и, как в крупных городах, ряд кварталов, каравансараев и домов. В нем имеется проточная вода, которая проникает в него по каналу, частично сделанному из свинца. Соборная мечеть находится на шахристане пониже цитадели, между ними проходит большая дорога. В шахристане, в месте, называемом Асфизар, расположены дворцовые здания, возведенные Саманидами... За небольшими исключениями нет ни одной улицы и ни одной усадьбы, где бы не было проточной воды, лишь при немногих домах нет сада. Самаркандские здания выстроены из глины и дерева. Самарканд - средоточие утонченных людей Мавераннахра, и лучшие из них получили воспитание в Самарканде".