噶尔丹画像。

南撤的土谢图汗集中兵力在乌兰巴托以西与噶尔丹进行决战，但依旧不是对手，全军溃散，外蒙局势岌岌可危。作战失利的喀尔喀蒙古各部一路向南进入内蒙境内。噶尔丹率两万精锐长驱直入，打到内蒙古东部的乌珠穆沁，清朝大将阿尔尼战败。噶尔丹军队随即进入锡林浩特地区，距离北京已不足千里，已经威胁到了帝国的心脏。消息传来，北京城内外商铺大多关门停业，米价疯涨，明代“土木之变”似乎就要重演。

外国人绘制的清军将士。

康熙皇帝得知消息，当即决定亲率五万大军御驾亲征，随军的有皇兄和硕亲王福全、皇长子胤褆、皇弟和硕恭亲王常宁、重臣索额图、纳兰明珠、娘舅佟国维、佟国纲，一家父子亲戚齐上阵。然而行至半道，康熙染上风寒，连烧五天也不见好，只得半路回京养病，大军由皇兄福全指挥。康熙二十九年（1690年）八月二十七日，清军与噶尔丹军队在乌兰布统展开激战，双方火枪、火炮并举连战三日，最后以清军获胜告终。康熙皇帝的娘舅佟国纲中枪阵亡，亲戚都搭上了，可见战斗的惨烈。

乌兰布统将军泡子，曾经的古战场，佟国纲在此阵亡。

乌兰布统之战胜利后，噶尔丹逃往西北，元气大伤。康熙抓住这个有利时机，采取会盟的办法，准备一举解决外蒙问题。康熙三十年（1691年）五月，朝廷召集进入漠南的喀尔喀三部首领和哲布尊丹巴活佛以及内蒙古各旗王公贵族在多伦淖尔附近的十三里滩草原举行会盟，这次会盟进行了六天，史书中记载了详细过程。

《平定西域图册》中的清军战阵图。

五月初一日，清廷让土谢图汗对曾经做过的不理智行为写检查，征得各部首领谅解。五月初二日是会盟的正日子，康熙宣布赦免土谢图汗诱*札萨克图汗之罪；册封新的札萨克图汗；将外蒙古改编为三十四旗，下设参领、佐领，从行政建制上与内蒙古各旗统一；最后康熙张罗大家吃一顿，席间亲自向哲布尊丹巴活佛敬酒，确立了他崇高的地位和功绩，宴席摆了200桌，席间有杂技、木偶戏等各种文艺演出，场面宏大。