康熙帝的中路軍到了科圖，遇到了敵軍前鋒，但東西兩路還沒有到達，這時候，有人傳說沙俄將要出兵幫助噶爾丹。隨行的一些大臣就有點害怕起來，勸康熙帝班師回北京。康熙帝氣憤地說：“我這次出征，沒有見到叛賊就退兵，怎麼向天下人交代；再說，我中路一退，叛軍全力對付西路，西路不是危儉了嗎？”於是，康熙帝決定繼續進兵克魯倫，並且派使者去見噶爾丹，告訴他康熙帝親征的消息。噶爾丹在山頭一望，見到康熙帝黃旗飄揚，軍容整齊，連夜拔營撤退。
康熙帝一麵派兵追擊，一麵趕快通知西路軍大將費揚古，要他們在半路上截擊。
噶爾丹帶兵奔走了五天五夜，到了昭莫多（在今蒙古人民共和國烏蘭巴托東南）正好遇到費揚古軍。昭莫多原是一座大樹林，前麵有一個開闊地帶，曆來是漠北的戰場。費揚古按照康熙帝的部署，在小山的樹林茂密地方設下理伏，先派先鋒四百人誘戰，邊戰邊退，把叛軍引到預先理伏的地方，清軍先下馬步戰，聽到號角聲起，就一躍上馬，占據了山頂。叛軍向山頂進攻，清軍從山頂放箭發槍，展開了一場激戰。費揚古又派出一支人馬在山下襲擊叛軍輜重，前後夾擊。叛軍死傷無數。最後，噶爾丹隻帶了幾十名騎兵脫逃。
經過兩次大戰，噶爾丹叛亂集團土崩瓦解，康熙帝要噶爾丹投降，但是噶爾丹繼續頑抗。隔了一年，康熙帝又帶兵渡過黃河親征。這時，噶爾丹原來的根據地伊犁已經被他侄兒策妄阿那布坦占領；他的左右親信聽說清軍來到，也紛紛投降，願意做清軍的向導。噶爾丹走投無路，就服毒自殺。
自那以後，清政府重新控製了阿爾泰山以東的漠北蒙古，給當地蒙古貴族各種封號和官職。清政府又在烏裏雅蘇台設立將軍，統轄漠北蒙古。
後來，噶爾丹的侄兒策妄阿那布坦攻占西藏。公元1720年，康熙帝又派兵遠征西藏，驅逐了策妄阿那布坦，護送達賴喇嘛六世進藏。以後，清政府又在拉薩設置駐藏大臣，代表中央政府同達賴、班禪共同管理西藏。
在平定噶爾丹叛亂中，清聖祖康熙表現出了傑出的政治軍事才能。這次平叛戰爭的勝利，清除了地方割據勢力，避免了一次國家大分裂，有利於多民族統一國家的鞏固和發展。同時，中央集權製力量得到加強提高了清政府抵禦外敵的能力。此外，這次平叛戰爭的勝利，還意味著受割據之害的人民的解放，給這些地區的社會經濟的恢複和發展提供了必要的條件，從而有利於邊疆和內地的經濟文化交流。