整个16世纪，撒马尔罕却因为遭受不断的战争，从巅峰坠入低谷。16世纪初，撒马尔罕城的统治权重归成吉思汗家族，在政权转移过程中，撒马尔罕城经历了战火和灾荒，经济走到了崩溃的边缘，随之，都城的政治地位也丧失了。1494年，帖木儿家族在撒马尔罕城的统治者阿黑麻去世后，其家族陷入内战。昔班尼抓住了帖木儿家族内战的机会，从突厥斯坦城出兵围攻撒马尔罕城，并建立了政权。帖木儿家族宗王巴布尔与昔班尼进行了几次较量，企图恢复帖木儿家族在撒马尔罕城的统治，但最终未能如愿。此后，乌兹别克人频繁动乱，中亚地区经历了政治、经济和文化的衰退，撒马尔罕城一度荒废。
巴布尔退出撒马尔罕城后，在阿富汗的喀布尔城建立了莫卧儿帝国。巩固了在撒马尔罕城的统治之后，昔班尼开始向外扩张，攻打西方的呼罗珊。中世纪后期，呼罗珊的范围包括了从伊朗高原东部一直到阿姆河西岸之间的地区，向南包括了今阿富汗的西北部，一直到巴达克山，向北到花剌子模绿洲。自古以来，中亚政权与波斯政权在这片领地的争夺都十分激烈。当时，呼罗珊由帖木儿家族统治。1506至1507年间，昔班尼从帖木儿宗王手中夺取呼罗珊，又与波斯萨法维王朝在呼罗珊展开了争夺。萨法维王朝统治者伊斯迈尔沙赫还同时与奥斯曼人作战。最终，昔班尼兵败被杀。巴布尔立即加入到攻打河中地区的战争中，并重新攻入撒马尔罕，昔班尼王朝的乌兹别克人退往塔什干。后来，昔班尼王朝的功臣奥贝都剌称臣登上汗位，将都城从撒马尔罕迁到自己的封地布哈拉，布哈拉成为统治河中地区三个乌兹别克人王朝的都城，被统称为布哈拉汗国。在此后的几个世纪中，撒马尔罕与布哈拉不断因相互部落间的战争而遭到破坏。撒马尔罕处处烽火，时时狼烟，从发展的顶峰跌落下来。到1733年，撒马尔罕城几乎完全没有居民居住，已是一片废墟。18世纪上半叶，在撒马尔罕城曾建立起一个独立于布哈拉汗国的政权，但历时只有8年，毫无建树。
而同一时期，在欧洲，统一的民族国家却纷纷建立：1588年，英国在海战中击败了西班牙的“无敌舰队”，英国国内政治趋于稳定，第一次向外部世界显示自己的潜力的标志，不久后英格兰与苏格兰正式联合，取得了政治上的统一；16世纪末17世纪初，法国也总体达成政治统一，开始在与哈布斯堡王室的斗争中扩张自己的大国地位。1648年，欧洲国家签订了《威斯特伐利亚和约》，确定了德意志各诸侯国的主权地位，神圣罗马帝国无权干涉各诸侯国内政，推动了欧洲近代民族国家体系的形成，确定了外交关系中的主权原则。而这时，中亚的战争仍然重复着游牧民族以家族部落为单位不断东征西战的模式，地理上无定所。当16世纪后半叶的欧洲，开始将火药的发明用于战争中的火器，步兵取代骑兵成为战斗中的决定性力量，骑兵和骑士双双衰落下去时，撒马尔罕仍以最传统的手工艺和手工业行会的组织形式制造传统的武器：弓箭、长矛、剑、马刀、匕首、长柄战斧、圆锤、棍棒、喷火器和云梯等等。其中，盔甲和头盔仍然是武器制造的主要产品。这一时期，还没有中亚制造火炮的历史记载。