康熙帝决心严厉惩罚噶尔丹。1690年，他亲率大军西征。左路清军由抚远大将军福全统领，出古北口；右路清军由安北大将军常宁率领，出喜峰口。
左路军先与噶尔丹交手，吃了败仗，不得不后撤。噶尔丹因此而更加轻视清军，向南猛攻，一直打到乌兰布通（今属内蒙古），离北京只有七百里。他狂妄地叫嚷着要打到北京去。康熙帝下令右路军停止后撤，迅速会合左路军，在乌兰布通迎战噶尔丹。
噶尔丹将他的大军布阵在一座大山下，一边有河流，一边有树林。他命人将一万多匹骆驼围成圆阵，捆住四脚并让它们躺下，使它们不能移动。驼背上绑着木箱，蒙上湿毛毡，士兵们则躲在驼阵后发炮射箭，被称为驼城。清军先用大炮向驼城中段轰击，猛烈的炮火将骆驼炸得血肉横飞，驼阵被撕开一个很大的口子，正面的清军步骑兵随后发起勇猛的冲锋，另一支清军则从驼城背后夹攻。噶尔丹的叛军被打得丢盔卸甲，尸横遍野，狼狈逃窜。
为延缓清军的追击，噶尔丹派一个喇嘛向清军求和。福全连忙向康熙帝禀报。康熙帝叫传令官赶快传达命令：“火速追击！”可是就在清军等候康熙帝命令的时候，噶尔丹跑了。他带着残兵败将取道大兴安岭逃回漠北。