噶爾丹逃回科布多後，一麵收集殘餘力量，發展勢力，圖謀東山再起，一麵派人去莫斯科，向沙俄乞求支援。噶爾丹於康熙三十年（1691年）起，多次派使者去沙俄活動。他給沙皇寫信說：“我等與陛下一向是具有同一事業的兄弟，蒙古乃陛下我等之敵人，為了你我雙方事業的成功，敬請陛下就兵員、火藥、鉛彈和大炮等一切作戰之所需，給予至善的諭旨。”這一請求對沙俄來說求之不得，此後沙俄多次遣使會見噶爾丹，在沙皇俄國的支持下，噶爾丹的野心又迅速膨脹起來。與此同時，他給喀爾喀蒙古和內蒙古一些首領寫信，大力煽動叛亂，挑撥各部與清朝的關係。為積蓄力量，恢複元氣，噶爾丹在大草原上帶兵到處搶劫，掠奪他部的牲蓄及其他財產。他還殺害清王朝的官員，噶爾丹的行為與野心使大草原再次籠罩在戰爭的血腥氣氛之中。
康熙三十一年（1692年）八月，噶爾丹派人在哈密附近殺害了前往策妄阿拉布坦的清使馬迪等官員。不久噶爾丹又重新提出索要土謝圖汗和哲布尊丹巴，並要求康熙帝把喀爾喀蒙古各部內遷牧民送還故地。並密派使者在內蒙古到處散發書信，煽動當地人民叛亂。
康熙三十四年（1695年），噶爾丹率騎兵3萬，沿克魯倫而下，向漠南發起大舉進攻，又燃叛亂戰火。
康熙三十五年（1696年），麵對噶爾丹的瘋狂進犯，康熙帝決定再次禦駕親征。他命黑龍江將軍薩布素率盛京兵兩千，寧古塔兵一千，科爾沁兵四千，沿克魯倫河進擊，這是東路兵；西路，由費揚古統率蒙古兵從歸化出發進擊噶爾丹，以切斷他的退路；康熙帝則統率大軍出中路，從獨石口迎擊噶爾丹大軍。五月，康熙率軍到達拖陵布喇克。他派人到噶爾丹軍中宣布皇帝敕諭，向噶爾丹指出清廷三路大軍已到，但皇上因不忍見生靈塗炭，故希望與噶爾丹會麵，以劃界分治。噶爾丹對此置之不理。五月初七，清軍偵探到噶爾丹的位置，康熙立即率兵從枯庫車爾地方迎擊噶爾丹。他親率前鋒兵在前，諸軍依次前進，“兵威之盛彌山遍野，不見邊際，整齊嚴密，肅然無聲”。是日，清軍在西巴爾台駐下，噶爾丹“乞暫緩師”，康熙清楚他另有圖謀，便以“此地乏水”為由，拒絕了噶爾丹。次日，直趨克魯倫河。克魯倫乃兵家必爭之地，康熙親“率數人登高執圓鏡遠望”，觀察地形，然後部署兵力。他派遣科爾沁土謝圖親王沙津、達爾漢親王班第、喀爾喀車臣汗等率軍“往據西方巴爾代哈山麓高處，佯作全軍從此經行之狀”，以引誘敵人。同時康熙帝親率大軍“爭先據河”。噶爾丹對康熙帝禦駕親征之事並不相信，說：“康熙皇帝不在中國安居逸樂，過此無水瀚海之地，寧能飛渡乎？”後從康熙放回的厄魯特人口中得知皇帝確實親自率軍作戰，他又到北方孟納爾山遙望清軍大兵隊伍行列規模“不似烏蘭布通時”，方大驚失色說：“是從天而降耶!”於是傳令眾人，放棄廬帳器械全軍撤去。
康熙抵達克魯倫，對各隊領軍大臣說：“噶爾丹若據克魯倫河，我兵奪河交戰猶稍費力，今觀其不於此拒戰，而竟逃竄，是自開門戶以與我也。審其情形，肯定是連夜逃跑而去，當輕騎急追。”自五月初八至十二日，康熙以“疾馳莫憚追奔力，須使窮禽入網羅”的決心，率領清軍將士追趕了五天，經克勒河溯流到拖訥阿林（拖訥山）。此刻，由於進軍太快，軍糧不繼，不得已決定，改由全部前鋒軍、滿洲火器營兵及親隨護軍，組成一支精悍部隊，每人湊足二十日口糧，由剛授平北大將軍的內大臣馬思喀率領，繼續追討噶爾丹。
康熙自出師以來，“不懷安逸，不恃尊崇，與軍士同其菲食，日惟一餐，恒飲濁水，甘受勞苦”，一直揮軍前進，有時因駐蹕處條件不好，臣下們打算退幾步重新設置皇帝的行幄，康熙也不答應。這次隻因“西路兵及兩路餉皆未如約而至”，不得不安排輕騎前進，自率大隊回軍迎糧。他料定噶爾丹此次難以逃脫，“捷音數日內即到”。中、西兩路大軍距敵主力越來越近，清軍已形成了對噶爾丹的夾擊之勢。
西路兩支軍隊一路克服了糧餉難繼、馬匹倒斃等無數的困難，為加快行軍速度，不得不中途汰除羸弱疲病兵卒，集中精銳兵士和糧食日夜行進。當兩支隊伍會師翁金後，清軍將士得知康熙帝也在前線時，更加快了行程。五月初四兵抵土拉河（今烏蘭巴托西南）。當全軍剛剛行抵昭莫多，他們便遭遇了噶爾丹的先頭部隊。費揚古來不及布陣，立即命令將士各據險要，一萬四千餘清軍在昭莫多布下擒寇的網羅。