首先是征集大批熟悉地形的蒙古人为向导，其次随军携带五个月的口粮，同时每名战士配备一名民夫加四匹马。光运粮大车就足足准备了六千辆，还筹备了大批防寒防雨器具和树枝木材，这是为远征沙漠、沼泽地带铺路用的。
公元1696年2月，清军分三路出击。其中翻越兴安岭西进，西路则分别由归化、宁夏（今银川）越过沙漠，在翁金河（今蒙古国德勒格尔杭盖西）会师。中路则由康熙帝亲自率领出独石口（今河北赤城北）抵达克鲁伦河，逼近准噶尔军后，静待其他两路大军会师。
噶尔丹见清军势大，这次不战而乘夜西逃。
康熙帝亲率大军追击，将准噶尔军驱赶至特勒尔济（今乌兰巴托东南）。此时，噶尔丹的三万大军已只剩一万出头。
而清军西路军也已进抵前线，一战斩敌三千余，噶尔丹的妻子也被击毙。最后，噶尔丹只带了几十名骑兵拼命逃窜。
噶尔丹的势力跌至谷底，他的侄子趁机自立，并向清军投降。一年之后，康熙帝只率六千清军亲征，渡过黄河。而噶尔丹麾下将士不过五六百人，服毒自杀。
康熙帝说过：“朕为天下一统主，务使四海之内，人民咸获其所，一享太平。”他是多民族统一国家的坚定扞卫者，终极目标是统一全国，仁育万民。
在平定三藩、收复台湾、三征噶尔丹以后，清政府重新控制了云南、岭南、台湾以及阿尔泰山以东的漠北蒙古。此后一百多年时间里，中国国土上多民族共治、多种制度并存，基本实现了和平稳定发展，使百姓共享长久的安乐。