Le pays fut pris par Alexandre le Grand en 327 av. J.-C., alors qu'il menait campagne contre Darius III. Cette conquête mit fin à la dynastie des Achéménides. Entre le av. J.-C. et le IIe siècle après J.-C., la Sogdiane et la Bactriane tombèrent entre les mains du royaume gréco-bactrien, des peuples nomades des Yuezhi, des Scythes, des Parthes ou encore des Koutchéens bouddhistes. Sous ces derniers, la ville sogdiane de Samarcande devint une plaque tournante de la Grande route de la soie entre la Chine et l'Europe. Par la suite, entre le et le , l'actuel Ouzbékistan se retrouve possession des Sassanides perses, puis des Huns blancs venus des confins de la Chine.