在《尼布楚条约》订立之时，外蒙已被来自新疆的准噶尔部首领噶尔丹汗侵占。

准噶尔在康熙年间出了一位很有能力的首领噶尔丹。康熙二十七年，他成为外蒙与新疆的大霸主，好比当年努尔哈赤之崛起于辽东一般。康熙皇帝受不了这个威胁，直到其入侵到邻近热河林西县，康熙皇帝决定御驾亲征。

他出了长城，把主要的兵力交付裕亲王福全，福全被他任命为抚远大将军，两军在乌兰布通相遇。交战的一天(八月初一)，噶尔丹把骆驼捆成一排，摆成一道防线，称为“驼阵”，这驼阵却抵不住清军的枪炮，结果噶尔丹大败。 噶尔丹写了奏章给康熙，请福全转达。他在奏章上说，请康熙恕他的罪，让他“出边待命”福全把这奏章转了上去，获得康熙批准。

康熙三十二年，接到科尔沁部奏章说，噶尔丹约他们共同南侵。于是康熙准备与噶尔丹再交手一次。 到了康熙三十五年(1696年)三月，他准备就绪，下旨亲征，自领中路军，由张家口东北的独石口出塞；派萨布素领东路军，统带盛京与吉林的军队，会合科尔沁各旗，由外蒙的东边打进去；又派费扬古率领四路军，以陕甘的绿营为核心部队，从外蒙的西边打进去。

康熙的中路军长驱直入，到达克鲁伦河，噶尔丹不敢交锋，就撤兵。噶尔丹退到昭莫多，与费扬古及其所领的绿营兵相遇。绿营的三个总兵，是凉州总兵董大成、肃州总兵潘育龙与宁夏总兵殷化行。殷化行的三千人占了昭莫多的一个山峰，等待噶尔丹的一万多兵来到，便居高临下，用炮轰击。同时，费扬古挥动董、潘二人的兵，扰乱噶尔丹的后队辎重所在。然后，殷化行顺势而下，把噶尔丹杀得大败而逃，噶尔丹的王后当场战死。噶尔丹逃到阿尔泰山东麓，穷途末路，在康熙三十六年自杀。

康熙三十七年二月，康熙三度亲征，噶尔丹的部下把他的尸首与他的女儿钟齐海及三百户残余人口，送到费扬古驻扎之地，康熙这才放了心，下诏班师。从此三十七个旗，被扩充为五十五个旗，合起来，外蒙古一共有了七十四个旗(到了乾隆年间，增编为八十三个旗)。