8. yüzyılda Müslümanlarla tanışıp, içlerinden kısmen bu dini kabul edenlerin bulunduğu Türklerin 10. yüzyılda topluca İslamiyeti kabulü, netice itibariyle tarihteki birçok hadiseye yön vermesi bakımından çok önemlidir.
Müslüman olunca Abdülkerim adını alan Satuk Buğra Han, doğudaki amcasına karşı mücadelesinde, Müslüman gönüllülerden de faydalandı. Abdülkerim Satuk Buğra Han, 995 senesinde vefat edince Artuç'a defnedildi. Yerine oğlu Musa hükümdar oldu. Onun çok kısa sürdüğü anlaşılan saltanatından sonra hükümdar olan kardeşi Baytaş Arslan Han, doğu kağanı Arslan Han'ı mağlup ederek, sülalenin bu kolunu ortadan kaldırdı ve bütün Karahanlıları birleştirdi. Baytaş Arslan Han, Karahanlı ülkesinde İslamiyetin yayılması faaliyetlerini tamamlayınca, komşu Türk boylarnı İslama daveti kendisine gaye edindi.
Baytaş'tan sonra, oğlu ebü'l-Hasan Ali hüükümdar oldu. Bu dönemde devletin batı kısmını kardeşi Buğra Han Harun idare ediyordu. Buğra Han, 990 yılında İsbicab'ı zaptedip, 992 senesinde Samanilerin merkezi Buhara'ya girdi. Böylece Horasan ve Maveraünehir, Karahanlıların eline geçti. Şihabüddevle ve Zahirüdda'va gibi İslami ünvanlar kullanan Buğra Han, Kaşgar'a dönerken 996 yılında vefat etti. Yerine Ahmed bin Ali geçti. Halife tarafından tanınan ilk Karahanlı hükümdarı Ahmed Han'dır.
Ahmed Han zamanında, Samaniler ve onlara bağlı devletçiklerle Karahanlı münasebetini, devletin batı kısmını idare eden İlig Han ünvanlı Nasır bin Ali sağlıyordu. Özkent'te oturan Nasır, 996 senesinde Samani kumandanlarından Faik'in teşvikiyle bu ülke topraklarına sefer düzenledi. Fakat Gazne hakimi Sebüktekin'in aracılığı ile bu iki devlet, antlaşma yaptı. Bu antlaşmaya göre Samaniler, Seyhun sahasını Katvan çölüne kadar Karahanlılara bırakıyor, Faik de Semerkant valisi oluyordu. Nasır, 999 senesinde Buhara'yı zaptederek, Samani hanedanı mensuplarını Özkent'e götürdü. Nasır Han, Gazneli Mahmud ile anlaşınca, Ceyhun nehri iki devlet arasında sınır kesildi. Ayrıca Mahmud Han, aralarındaki dostluğu güçlendirmek için Nasır'ın kızı ile evlendi. Nasır, Samanilerin bütün mirasına konmak ve Horasan'ı ele geçirmek istiyordu. Bu yüzden Gazneli Mahmud'un Hindistan seferinden faydalanarak iki koldan Horasan'a girdi ise de yenildi. Hanedan mensubu Hotan Hakimi Yusuf Kadır Han'dan yardımcı kuvvet alıp, Gaznelilere karşı yeniden askeri harekata geçti. 1006 senesi Ocak ayının beşinde, Sultan Mahmud'a mağlup oldu. Bu başarısızlık, Karahanlılar arasında aile kavgalarına yol açtı. Nasır, bağımsızlığını ilan etmek istedi. Nasır'a karşı, Büyük Kağan Ahmed Han, Gazneli Mahmud'a başvurduysa da, Nasır bin Ali 1013 yılında vefat etti. Yerine, Arslan İlig ünvanıyla, kardeşi Mensur bin Ali geçti. Büyük Kağan Ahmed Arslan Han'ın hastalığında kendisini büyük kağan ilan eden Mensur Han, kardeşi Muhammed'e de Arslan İlig ünvanını verdi.
Ahmed Arslan Han, Ortak Kağan Yusuf Kadır Han ve Ali Tigin ile birlik olup, hanedanlık kavgasına son vermek için harekete geçti. Ali Tigin, Mensur'a esir düştü. Yedisu bölgesine yapılan düşman karşı, hasta yatağında mücadele eden Arslan Han, Balasagun'a sekiz günlük mesafede, yüz bin çadırdan fazla gayrimüslim göçebeyi mağlup etti. Tufan'a kadar takip ederek ülkesini korudu. Ahmed Han, bu seferden dönüşünde 1017'de vefat etti.
Ahmed Han'dan sonra büyük kağan olan Mensur Arslan Han ise, 1024 senesinde kendi isteği ile saltanatı Yusuf Kadır Han'a bıraktı. Bu sırada Selçuklular'dan yardım alan Ali Tigin, Buhara'yı zaptetti. Yusuf Kadır Han'a karşı, kardeşleri Ahmed ve Ali birleştiler. II. Ahmed, kendisini 1014'te Muizüddevle lakabıyla büyük kağan ilan etti. Kardeşi Ali ise, Arslan İlig oldu. II. Ahmed Arslan Han; Balasagun, Hocend, Ahsikas, Fergana ve Özkent'e hakim oldu. Yusuf Kadır Han, Gazneli Mahmud ile görüştü. İki Müslüman Türk devleti arasında dostluk bağları, evlenme yoluyla da kuvvetlendirildi. Bu görüşmede, Karahanlıları ilgilendiren meselelerin yanısıra, Arslan bin Selçuk ve emrindeki Oğuzların da Horasan'a nakledilmesi hususunda karara vardılar. Sultan Mahmud, bir fırsatını bulup, Arslan bin Selçuk'u yakalattı ve Hindistan'da Kalincar kalesine hapsettirdi. Bu sırada Ali Tigin, bozkırlara kaçtı ve Mahmud'un ülkesine dönmesi üzerine tekrar Buhara ve Semerkand'a hakim oldu. Yusuf Kadır Han'ın 1032 yılında vefatıyla, oğulları Süleyman, Arslan Han; Muhammed de Buğra Han ünvanlarıyla devletin idaresini ele aldılar. Bu sırada Ali Tigin de Maveraünnehir'de kendisini Tavgaç Kara Buğra Hakan ilan etti.
Karahanlı hanedanı arasında kıyasıya devam eden mücadele sonucunda, 1042 yılında ülke kesin olarak ikiye ayrıldı. Nasır bin Ali'nin oğullarından Muhammed Arslan, Kara Hakanlık mevkiinde Büyük Kağan ve İbrahim de Tavgaç Buğra Kara Hakan ünvanını alarak, Batı Karahanlılar devletini meydana getirdiler. Yusuf Kadır Han'ın oğulları da, Doğu Karahanlı devletini idare ettiler.