放走噶爾丹後，康熙仍然不信他，康熙覺得噶爾丹這個人狡詐成性不可相信。
康熙在張角隘口，獨石口、大同和宣府一帶，隨時準備出征，保持著高度警惕的姿態。
烏蘭布通慘敗後，噶爾丹處境極為凄慘，沒有牲畜，人員大量減少。為生計所迫，噶爾丹不得不低頭請求清廷給一些糧食和白銀，以解燃眉之急。清朝的理藩院一口回絕，康熙卻法外施恩，賞賜給噶爾丹千兩白銀，同時派遣大臣招降噶爾丹，承諾只要歸降，一定妥善安置，讓他們過上幸福的生活。
噶爾丹也是一個高明的對手，他看出康熙的兩手做法，也還之以禮，派出兩千男女到清軍駐地，表面是歸順，暗地裡讓這些人充當姦細，四處搜集情報。安穩一段時間後，噶爾丹又要求清廷將多爾濟和哲布尊交給自己，對於噶爾丹的無理要求，康熙給予了嚴厲的譴責。
噶爾丹被拒絕後，心裡很不服氣，開始在邊境挑起事端。康熙派遣使者到阿拉布坦那裡通好，噶爾丹的部署半道截擊他們，將使者們殺害，劫走全部行李。此外，噶爾丹還挑唆其他人背叛清朝，阻止班禪入京。
康熙三十四年（1695年）秋，噶爾丹率領三萬騎兵渡過克魯倫河，對喀爾喀部落進行大肆搶掠。上次戰敗讓噶爾丹記憶猶新，所以這次他沒有進入漠北，只是揚言等借到俄羅斯六萬鳥槍兵，將大舉進攻，這分明是公然向康熙宣戰。
康熙必須回應噶爾丹的挑釁，當然征討的困難康熙也非常清楚，他說：「朕親歷其間，比較了解塞外情形，自古以來，這裡就是難用兵的地方。那裡是不毛之地，經常無水，到了沙漠地帶，運糧特別難……」
困難重重不過是為了表示康熙的鋼鐵決心，康熙又說，噶爾丹違背約定，橫行無忌，如果不滅了他，邊境將永不得安寧。康熙召集三品以上的武官商討滅敵之策，大家都認為非常困難，都不願勞師遠征。在這種情況下，康熙仍然堅持剿賊，更令人吃驚的是，康熙居然要再次御駕親征。他後來回憶這段經歷說：「我上一次征討噶爾丹，眾人都勸阻，只有費揚古支持我。後來兩次征討，就沒有人贊同我了，是我執意如此。」
這一年是康熙三十五年（1696年），四十二歲的康熙帶領十萬兵馬，兵分三路，再次前往大漠討伐噶爾丹。東路軍由抗俄名將薩布素率領，西路軍由撫遠大將軍費揚古統領，中路軍是康熙親率的禁衛軍。
行軍途中，無論多小的事情，康熙都要親自過問，然後做出具體的指示。遠征大漠，糧草還可以自己帶，但是淡水卻帶不了那麼多，尋找水源是最重要的一個環節。飲水問題主要靠掘井解決，這事由戶部侍郎思格色負責，他負責掘井，掘好一口井後，他回來向康熙稟報。康熙問他：「一口井能解決多少人馬的飲水問題？」
思格色回答不上來，康熙很生氣，罵他為官昏聵，讓議政王大臣撤了他的職，貶為一般的士兵。後來，康熙派遣副都統阿迪視察水草情況，阿迪回答說：「現在冰雪凍住了，不容易開掘。」
康熙很生氣，說：「用兵之道，貴在神速，大兵行軍，斷不可缺水，時當春季，地脈當融，即使冰凍也可以鑿開。」
世上最怕認真二字，康熙的命令下達以後，沒過多久，就掘出了好幾口井，把地下的冰層鑿開後，醉人的清泉就湧出來了，全軍一片歡騰。為了方便大家飲水，康熙讓軍隊圍繞著井紮營，這樣士兵可以從不同的方向飲水，不會造成擁擠。每口井康熙都讓官兵把守，以保證用水的安全。
康熙每天都起得很早，起來後他就看到軍營里炊煙繚繞，心中頗多感慨。
在這段漫長的征途中，面對著沙漠的風光和草原的廣闊，康熙心中難掩詩意之情，在征途中，他寫下了一首詩：
四月天山路，今朝浩瀚行。
積沙流絕塞，落日度連營。
戰伐因聲罪，驅馳為息兵。
敢雲黃屋重？辛苦事親征。
在這首詩中，康熙表達了為了國家為了人民不辭辛苦堅持親征的戰鬥精神，也流露出了一定的自豪感，所以他才敢很有底氣地反問：「帝王中，像我這樣御駕親征，穿越沙漠、高山、草原的有幾個呢？」
康熙有一個特點，一旦做出了決定，一定會堅持到底。大軍到達科圖時，有傳言說噶爾丹已經逃走了，遠遠地不知躲在什麼地方。扈從大臣佟國維、索額圖、伊桑阿等人反覆啟奏，希望康熙能夠班師回北京，留下西路兵對付噶爾丹就行了。這些大臣平時在北京城裡養尊處優，過著天堂般的生活，現在要來這塞外遭罪受，肯定不適應。他們請求康熙回京是可以理解的，更多的還是一種自私的心理，並不是為了康熙。
康熙很憤怒，嚴厲地斥責了他們。康熙說：「怯懦是最大的無恥，半途而廢是世上最沒出息的行為。」
康熙一般很少這麼憤怒的，可這時必須憤怒，佟國維、索額圖這些人的想法並不是少數人的想法，很可能代表了大多數人的心理，一旦這種心理蔓延開了，一定會影響士氣動搖軍心。所以，康熙必須向全軍表現出自己的決心，不滅了噶爾丹絕不班師回朝。
康熙對大臣們說：「如果有不敢奮勇向前，怕死退後的，殺無赦。我們一定要殺了噶爾丹，或者擒住他，所以我們是不能後退的。如果我們撤退的話，噶爾丹必會集中兵力殲滅西路軍，所以，希望大家勇往直前，直搗對方老巢，從今以後不要再說後退兩個字。」
中路軍慢慢地靠近了噶爾丹的駐地，但是西路軍還沒有到來。其實，這西路軍行軍路上出了一點狀況，途中人畜相繼死亡，許多有水草的地方被噶爾丹給燒毀，前路一片灰燼，西路軍不得不繞道而行，因此耽誤了行期，沒法如期和中路軍在土拉會師。
看到西路軍久久沒有到來，大臣們開始議論紛紛，有的說中路軍應該暫緩前進，等待西路軍的到來。有的說不用等西路軍了，為了防止噶爾丹竄逃，應該火速出擊。
康熙陷入了沉思，半晌，他想出了一條妙計：「噶爾丹以前不過是一個強盜，向來沒有遠見卓識，他聽信別人的話，以為我軍不能到這裡，所以膽敢侵略喀爾喀。現在我軍靠近噶爾丹，費揚古的西路軍很快就會到土拉。如果我們等待費揚古到來一同出擊，肯定來不及了，如果中路軍貿然和噶爾丹全面交鋒正面拼殺，仍然要冒大風險。現在最好的情況是，我們慢慢靠近噶爾丹，然後派遣使者請噶爾丹過來會盟，噶爾丹如果知道我親自來了，必定會逃竄。噶爾丹一逃竄，我們立即追殺。如果噶爾丹向土拉那邊逃走，必定會遭遇到費揚古的軍隊，這樣一來，噶爾丹必定滅亡。」
眾大臣驚呼妙計。康熙隨即命人帶著禮品前往噶爾丹的駐地巴彥烏蘭，在敕書中，康熙告訴噶爾丹：「朕的大軍已經向你逼近，希望你好自為之，朕不忍生靈塗炭，還想給你一次機會，你自己過來與朕會盟吧……」
噶爾丹還不相信康熙會親自來，便跑到孟納爾山上眺望，瞥見軍營中果然掛著龍旗，還放著皇帝乘坐的鑾車。在御營之外有帷幕圍起來的皇城，皇城之外又有網城，旗幟飄揚，軍容整齊。噶爾丹大聲驚呼：「簡直是天兵從天而降。」
正如康熙所料，噶爾丹帶著部隊拔營逃跑。噶爾丹中計了，康熙之所以設這麼個計，其實是沒有完勝的把握。他需要噶爾丹逃竄，自亂陣腳。
得到噶爾丹逃跑的消息，康熙命令大臣馬思哈率領騎兵去追。噶爾丹跑得特別快，接連賓士五晝夜，逃到特勒爾濟口，費揚古的西路軍已抵達了昭莫多（今天蒙古共和國烏蘭巴托東南圖拉河上游南岸）。昭莫多在蒙古語里的意思是大森林，這裡有一片廣闊的大草原，草原蔓延到肯特嶺下，遠望這片山嶺，千山萬仞就像屏障一樣，所以這裡自古以來就是漠北的著名戰場。
費揚古在距離敵營三十里的地方紮營，他先派遣統領碩岱、副都統阿南達率領四百人前去叫陣，將敵人誘到昭莫多。費揚古事先帶領士兵在山頭上列陣，並派一部分軍隊列陣於土拉河西，將軍孫思克帶領著綠營騎兵登上另一個小山峰。噶爾丹率領一萬騎兵，想搶佔山頭制高點。
清軍佔據有利地勢阻擊噶爾丹，噶爾丹生生被逼到東崖下面。接著，噶爾丹大軍依靠懸崖，拿出火銃，對著清軍一陣射擊，清軍則拿出弓弩，對著敵人瘋狂射箭。費揚古下令藤牌兵進攻，並在前進的過程不斷移動拒馬木，以防敵人騎兵碾過來。噶爾丹無法，下令全部騎兵都下馬，拿著武器，冒著清軍的炮火向前衝去，一副不怕死的精神。清軍的騎兵也下馬，和敵軍短兵相接，這是一場硬對硬的死磕，狹路相逢勇者勝，戰鬥非常激烈，兩軍傷亡相當。
一直打得夕陽西下，雙方仍然難解難分。費揚古在山上看噶爾丹後方人馬沒有動，估計是婦女和駱駝。費揚古立即指揮沿河部隊分兩路出擊，一支部隊和噶爾丹部隊交戰，另一支部隊殺向敵人的後方。
看到伏兵四起，後方被襲擊，噶爾丹軍心大亂，倉皇潰逃，清軍四面追擊，殺