Новый поход на Ак-Мечеть был подготовлен Перовским и его помощниками Макшеевым и Дандевилем очень тщательно — ведь кокандская крепость считалась почти неприступной. Обстоятельно и детально были учтены и предстоящие трудности самого похода по голой песчаной пустыне. Зная все это от Макшеева и Данде-виля, Плещеев и решается принять участие в походе — в случае благополучного исхода и овладения кокандской крепостью всех участников похода ожидало вознаграждение, и Алексей Николаевич мог надеяться на производство в офицеры. Это была реальная возможность избавиться от опостылевшей участи конфирмованного, и Плещеев по совету оренбургских друзей, обещавших всяческую поддержку, подает на имя Перовского рапорт-прошение о своем добровольном желании принять участие в походе на Ак-Мечеть. Перовский решает вопрос положительно, и 2 марта 1853 года Плещеев переводится из 3-го в 4-й Оренбургский линейный батальон, участвующий в походе. Вместе с Плещеевым в поход были взяты и другие политические ссыльные: Залесский, Брежеровский, Мочульский.
В стихотворении «Перед отъездом», адресованном Л. З. Дандевиль, Плещеев писал:
С надеждой и верой в торжество света «зари освобожденья» отправился рядовой Алексей Плещеев 25 апреля 1853 года в составе отряда под командованием наказного атамана Оренбургского казачьего войска генерал-майора Падурова в изнурительно-длинный поход по степному и пустынному бездорожью.
Поход русского войска на Ак-Мечеть в 1853 году — один из эпизодов многолетних стычек России и Кокандского ханства, которое подчинило себе киргизские племена и стремилось утвердить свою власть над подчиненными России кочевниками — с этой целью кокандцы понастроили в степях массу укреплений. Ак-мечетскому беку подчинялись и платили налоги все кочевые племена, обитавшие в разливах реки Сырдарьи и ее окрестностях, поэтому выступление русской армии против кокандцев преследовало две главные цели: обеспечение безопасности русским отрядам, ведущим обследование и съемку правобережья Сырдарьи, и защита кочевников, подданных России.
Рядовой Алексей Плещеев знал, конечно, от тех же Макшеева и Дандевиля причины и мотивы выступления русских войск на Ак-Мечеть, но не стремился вникать в них детально; помыслы его в тот момент были сосредоточены только вокруг успешного завершения похода, которое сулило ему изменение в судьбе.
Через сорок шесть дней с момента выхода из Оренбурга отряд, в котором был Плещеев, прибыл в Аральск, а 16 июня 1853 года двинулся на Ак-Мечеть. Русские отряды выступили в поход тремя колоннами: из Оренбурга, Орска и станицы Верхнеозерной. Поход был не из легких: почти полторы тысячи верст шли по сильной жаре, попадая в песчаные бури, испытывая недостаток воды. И рядовой Плещеев, пожалуй, именно в этом многосуточном походе в полной мере испытал невзгоды солдатчины. Но здесь же лучше узнал и превосходные качества русского солдата: его всегдашнюю готовность прийти на помощь товарищу, смелость, выносливость, преданность дружбе, неунывность…
В первых числах июля все отряды Перовского стянулись под стенами Ак-Мечети, и началась решительная осада крепости, длившаяся больше двадцати дней. Алексей Николаевич участвовал во всех боевых операциях, какие возлагались на его батальон и роту. В составе второй роты он штурмовал крепость и в день ее взятия, 28 июля, рота Плещеева после взрыва мины под стеной крепости одной из первых — вслед за штуцерной командой, полусотней уральских казаков и первой ротой — ворвалась в крепость, успешно отбила атаки оборонявших крепость кокандцев и была отмечена в приказе по Оренбургскому корпусу в числе лучших подразделений, штурмовавших Ак-Мечеть. Все офицеры и солдаты роты в числе прочих участников похода были представлены к наградам, и теперь только оставалось терпеливо ждать высочайшего утверждения этих наград. Для некоторых они последовали незамедлительно: 26 августа, в «увековечение подвига» главного предводителя похода, крепость Ак-Мечеть была переименована в форт Перовский. Многие офицеры получили повышение в званиях и среди них в первую очередь капитан Дандевиль, произведенный в подполковники. В судьбе же Плещеева в первые месяцы ничего не изменилось, и он все тем же рядовым в составе части экспедиционного отряда возвращается сначала в Орск, а потом в Оренбург.