在乌兰布通之战中，虽然清方取得了胜利，但是因为没有生擒噶尔丹，康熙帝感到很遗憾。不过他依然在积极部署，且准备了六年，就是为了彻底解决噶尔丹的难题。康熙三十五年（1696年）二月、九月、康熙三十六年（1697年）二月，康熙三度亲征噶尔丹，足可见康熙解决这一问题的决心。
再说噶尔丹，自康熙二十九年在乌兰木通战败后，他虽曾向清廷认罪立誓，上书请降，但反叛之心并未改变。不久又在科布多（在今蒙古国西部）集合旧部，并向沙俄乞援，企图重整旗鼓，东山再起。
康熙三十四年九月，噶尔丹率骑兵3万，攻入喀尔喀蒙古车臣汗部，随后沿克鲁伦河（今蒙古国境内）东下，进抵巴颜乌兰（今蒙古乌兰巴托东南，克鲁伦河上游）。扬言过冬后，将借俄罗斯鸟枪兵6万，大举内犯。
在这种形势下，康熙帝召集群臣商议此事，只有极少数人赞同征讨噶尔丹的主张，八旗满洲王公大臣皆畏怯退缩，反对用兵，康熙也了解群臣们的顾虑，他说：“朕亲历行间，塞外情形，知之甚悉。自古以来，所谓难以用兵者是也。其地不毛，间或无水，至瀚海等沙碛地方，运粮尤苦。而雨水之际，樵爨颇难，区画不周，岂可妄动。”但是康熙也知道，一旦噶尔丹得逞，他就会肆无忌惮继续扩张，且会严重威胁到清朝统治。于是，康熙决定，亲征噶尔丹。康熙三十五年二月，他下令发兵10万，分东、中、西3路进击。由黑龙江将军萨布素统兵9000组成东路军，越兴安岭，出克鲁伦河，侧击准噶尔军；由抚远大将军费扬古统兵4.6万组成西路军，由归化（呼和浩特）、宁夏越过沙漠，沿翁金河北上，切断噶尔丹退路；康熙帝自率3.4万人组成中路军，出独石口（今河北省赤城北），经克鲁伦河上游地区北上，切断噶尔丹退路，与东西两路军夹击噶尔丹军。
不过群臣都担心康熙此次御驾亲征的安全，为了避免让皇帝和噶尔丹正面交锋，大臣们谎称：“传闻噶尔丹亡去已远，皇上当徐徐归还，使西路兵前进。”康熙听后勃然大怒，斥责道：“不知道你们将朕看成了什么人，我太祖高皇帝、太宗文皇帝深入行伍，如今才有了现在的根基，朕能退缩吗？我师既已到此，噶尔丹指日可擒，而且大将军费扬古于朕已约期夹击，如果朕现在班师回朝，西路军何去何从？回京如何对天下交代？”
五月初七，探子来报，称噶尔丹的确切位置已经锁定，康熙即亲率大军向克鲁伦河进发。
谁知，看到康熙御驾亲征，且率领十万大军，他心生畏惧，竟乘夜西撤。康熙帝即命马思喀为平北大将军，坐镇巴颜乌兰地区；令费扬古西路军截准噶尔军退路，设伏袭击；命内大臣明珠尽运中路军之粮以济西师。旋自率前锋追击三日，至拖诺山（巴颜乌兰东）而返。准噶尔军退至特勒尔济（今乌兰巴托东南）时，仅剩万余人。
五月十三，清军西路进抵昭莫多，距特勒尔济30里扎营。费扬古以逸待劳，将东阵兵陈于山上，一部沿土拉河布防于西，骑兵主力隐蔽于树林中，以孙思克率绿营兵居中，旋派400精骑至准噶尔军营地挑战，诱其入伏。噶尔丹果然将万余骑全部出击，追至昭莫多，即向清军阵地猛扑。清军居高临下，依险俯击，弩铳迭发，藤牌兵继之，每进则以拒马木列前自固。准噶尔军初战受挫，乃下马力攻，冒矢铳鏖战，伤亡甚众，仍不退兵。费扬古见其后阵不动，知为妇女和驼畜所在，即令一部迂回横冲，一部袭其后阵，准噶尔军顿时大乱。扼守山顶的清军乘势奋击，上下夹攻，斩杀3000余，俘获数百人。噶尔丹妻阿奴可敦率队冲锋，战死。噶尔丹仅引数十骑西遁，余部逃散。这就是历史上著名的“昭莫多大捷”。
