和珅回京後，由阿桂一人指揮戰事。他見義軍防守堅固，特地從四川調來一千名善於在山地作戰的藏兵和七百名阿拉善蒙古兵，依仗兵力與武器精良的優勢，切斷義軍水源，將其團團圍困。在這種情況下，義軍既沒有後方的支援，又沒有友軍的策應，孤軍奮戰，處於被動地位。同年六月，義軍防線終被清軍突破，蘇四十三在戰鬥中犧牲。義軍餘部退入華林寺，仍然英勇抗擊。清軍竟慘無人道地放火焚燒，義軍全部壯烈犧牲，無一人投降。
阿桂鎮壓起義後，對新教徒進行瘋狂的迫害。他將新教徒的田產分給舊教軍官，並奏請“將新教禮拜寺概行拆毀，如查有私行傳習，陽奉陰違者，照邪教律從重辦理”。陝甘總督李侍堯在查辦所謂新教餘黨時，亦大肆株連羅織，迫害無辜。這就激起了更大的反抗。乾隆四十九年四月，回族民眾在新教阿訇田五等人的領導下，在甘肅通渭石峰堡再次舉行起義。甘肅提督剛塔率軍鎮壓。田五在戰鬥中不幸犧牲，馬四圭和張文慶繼續率眾鬥爭。他們攻占通渭城後，巧設埋伏，將清西安副都統明善和其部下一千二百名士兵全部殲滅。清廷聞訊極為震動，下令逮捕陝甘總督李侍堯、提督剛塔入獄，改命福康安和海蘭察統兵進攻義軍，同時還命阿桂領健銳、火器營士兵赴甘肅督師。同年六月，阿桂至甘肅後，義軍已放棄周圍小據點，全力固守石峰堡，“堡踞萬山中，四麵削險，溝塹縱橫”，十分險要。義軍憑借天險，英勇抗擊，清軍屢攻不下，傷亡慘重。阿桂仍采用斷絕水源和圍困的手段，欲圖迫使義軍就範。義軍孤立無援，奮勇突圍，但未成功。七月，石峰堡被清軍攻陷，起義宣告失敗。阿桂因鎮壓有功，被授與輕車都尉世職。
在治水、督師的同時，阿桂還不時被乾隆帝派往各地，查辦案件。乾隆四十六年，甘肅“冒賑案”就是由阿桂揭露和查辦的。這一年，和珅和阿桂先後抵達甘肅督師，鎮壓撒拉族回族起義。當他們將甘肅境內時常下雨的情況上報朝廷後，乾隆帝就對近年甘肅省官吏屢次上報該省發生旱災，請求賑濟一事產生了懷疑。於是他下令阿桂和陝甘總督李侍堯調查此事。阿桂和李侍堯經過一番了解後，事情真相才開始暴露出來。此案始於乾隆三十九年。這一年原浙江布政使王亶望調任甘肅布政使。他到任後，和陝甘總督勒爾謹串通一氣，先將收捐監生的米糧改為折色銀兩，然後年年虛報旱災，打著用監糧賑濟的名義，將銀子全部私分。乾隆帝對甘肅冒賑案十分重視，特遣侍郎楊魁到浙江，會同巡撫陳輝祖，將又調回浙江的王亶望拘留審訊，抄了他的家，得髒銀百餘萬兩。在鐵證麵前，王亶望隻得將如何私自改監糧，如何指使蘭州知府蔣全迪“示意諸州縣偽報旱災，迫所轄道府具結申轉”，以及如何私分銀兩的罪狀一一招認。乾隆帝下令斬王亶望，賜勒爾謹自盡，現任甘肅布政使王廷讚論絞，並即於蘭州將蔣全迪斬首。同時，還命阿桂按治甘肅州縣，查勘州縣官在此案中的不法行為，規定凡冒賑私分銀兩在兩萬兩以上者都要處死。阿桂經過一段了解和審訊後，把參與“冒賑案”的官員人數和冒賑銀兩數基本弄清。牽連此案的道府州縣官達六十多人，被斬首的有二十二名，其餘的也按情節的輕重給予不同的處罰。
但此案並未最後了結。乾隆四十七年有人控告閩浙總督陳輝祖在查抄王亶望家產時有舞弊行為。於是乾隆帝又命阿桂赴浙江按治。阿桂抵浙後，嚴鞫陳輝祖，將其在抄家時，以銀換金，隱藏玉器，抽換朝珠，將王亶望的贓物竊為己有的罪行查清，陳輝祖遂被革職逮問。第二年二月，因又揭露出陳輝祖任內，浙江全省存在嚴重的錢糧虧空，乾隆帝一氣之下就賜他自盡。
乾隆五十四年阿桂視察荊州堤工返京後，直到嘉慶二年病逝的九年時間內，他一直在京城處理政務，度過了人生道路上的最後一段裏程。此時，朝廷的政局已為和珅及其同黨所把持。和珅善於揣摸和迎合乾隆帝的心意，處處討其歡心，深得皇帝寵信。阿桂雖以勳臣為首席軍機大臣，地位在和珅之上，但因他十餘年間經常外出，很少在京城處理政務，使得和珅乘機竊取大權，“和珅柄政久，善伺高宗意，因以弄竊作威福。不附己者，伺隙激上怒，陷之。納賄者則為周旋，或故緩其事，以俟上怒之霽。大僚恃為奧援，剝削其下以供所欲。鹽政、河工素利藪，以征求無厭，日益敝”。阿桂對和珅專權亂政很是痛恨，但礙於乾隆帝對和珅的寵信，加之自己年已古稀，力不從心，因而也無可奈何。然而他不願和和珅同流合汙，盡管和珅一再拉攏他，也不能動搖他潔身自好之誌，“乃除召見議政外，毫不與通交接。凡立禦階之側，公必去和相十數武，愕然獨立，和就與言政事，公亦漫應之，終不移故處也”。乾隆六十年，乾隆帝禪位於其子顒琰，自己則稱太上皇。次年，顒琰正式即位，是為嘉慶元年，這年阿桂已八十歲，他因身體不適被準休假養病。誰知從此不起，於次年八月病死，終年八十一歲。阿桂死後，被贈太保，入祀賢良祠，諡號文成。