康熙二十九年（1690年），噶尔丹不听康熙劝谕，带领精骑20000自呼伦池南下，杀进内蒙，前锋直抵距北京不到千里的乌珠沁部落。康熙皇帝一方面谕令噶尔丹罢兵息战，归还喀尔喀蒙古故地，同时也加强了口外兵力，准备武装平叛。经派人调查和喀尔喀诸部的反映，他明白噶尔丹的崛起和对蒙诸部的杀戮吞并，严重地威胁着西北边疆各族人民的生存与发展；其投靠沙俄、引狼入室也严重威胁中俄西段边界的稳定和西北边疆的主权。总之，噶尔丹不除，大清的江山社稷就永无宁日。所以，康熙皇帝否决了廷臣中王者不治夷狄对，噶尔丹所为听之任之的妥协倾向，毅然决定跨马亲征。
首战·略有遗憾
康熙二十九年七月，清朝大军兵分三路：第一路，抚远大将军裕亲王福全与皇子胤率左翼军出古北口；第二路，安北大将军常宁率右翼军出喜峰口迎击叛军；第三路，阿尔尼率部与盛京、吉林满兵及科尔沁蒙兵出击乌尔会河口，是为侧翼。计划三路大军会师乌珠穆沁草原，康熙自率亲军驻扎博洛河屯地，节制调度诸军。左翼军出师不利，噶尔丹乘胜渡过西拉木伦河，进占乌兰布通（今辽宁省照乌达盟克什克腾旗南境，距北京350公里）。康熙皇帝当机立断，将右翼军改由康亲王杰书统率，令其驻守归化，截住噶尔丹退路。八月初，常宁会阿尔尼清军将噶尔丹包围在乌兰布通与之决战。噶尔丹依山面水布下驼城（即将骆驼缚蹄卧地，驼背堆放箱垛，上蒙湿布，叛军士卒可在垛隙向外施放弩矢火铳），满以为驼城易守难攻，坚不可摧，清军隔河列阵，火铳齐发，大炮怒吼，自午后至日暮，猛烈的炮火摧毁了驼城，死伤的骆驼反而成为叛军奔逃的障碍，清军大队精骑掩杀而进，叛军横尸遍野，溃散鼠窜。噶尔丹带领残兵败将，在夜幕掩护下突出重围，第二天一早派人向清军阵前求和乞降，但不等回报即爬越大碛山北遁，所过皆烧荒以绝追骑。康熙不许噶尔丹乞和之请，谕令进兵围追堵截残敌，而昏庸懦弱的福全未接到谕令，竟擅自同意叛军之请，撤回军队，放出噶尔丹北逃归路。当他接到康熙进击手令时已是噶尔丹逸窜之后的第6天，派出的追兵一路马无草食，脚力不济，无功而返，错过全歼残敌之机。时康熙身染重病，不能继续驻跸风沙怒号的塞外继续指挥战争，只得班师回朝。对此，他痛心疾首，声泪俱下地说：“朕此次亲征，原欲剿灭叛逆，以靖边陲，不料身染沉疴，未能消灭此贼，实在可恨！”但是，玄烨不愧为一国之君，他不是激化矛盾，而是控制自己的感情，理智地处理了善后事宜。当有人奏劾裕亲王福全不乘胜追剿残敌，竟擅自议和，且檄止常宁进兵，致敌逸窜，康熙以福全率大军有乌兰布通之役，功过相抵，仅薄罚其俸，不再问追；又有人举报科尔沁土谢图亲王通敌，玄烨为稳定内外蒙古部落，也不予追查；他又重赏常宁以下奋勇杀敌的将官兵卒，最终以结束了善后工作。接着，敕谕噶尔丹不得再兴兵犯乱，然后徐徐班师。