在《尼布楚条约》签订后的第二年，沙俄政府不甘心失败，又唆使准噶尔（蒙古族的一支）的首领噶尔丹向漠北蒙古进攻。
那时，蒙古族分为漠南蒙古、漠北蒙古和漠西蒙古三个部分。除了漠南蒙古已归属清朝外，其他两部也都向清朝臣服了。准噶尔部是漠西蒙古的一支，本来在伊犁一带过着游牧生活。自从噶尔丹统治准噶尔部以后，他先兼并了漠西蒙古的其他部落，又向东进攻漠北蒙古。漠北蒙古人逃到漠南，请求清朝政府保护。康熙帝派使者到噶尔丹那里，叫他把侵占的地方还给漠北蒙古。噶尔丹依仗沙俄撑腰，不但不肯退兵，还大举进犯漠南。
康熙帝决定亲征噶尔丹。1690年，康熙帝兵分两路：左路由抚远大将军福全率领，从古北口出兵；右路由安北大将军常宁率领，从喜峰口出兵，康熙帝亲自带兵在后面坐镇。
右路清军先与噶尔丹军遭遇，败下阵来。噶尔丹的军队长驱直入，一直打到离北京只有700里的乌兰布通（今内蒙古昭乌达盟克什克腾旗）。噶尔丹得意扬扬，还派使者向清军索要他们的仇人。
康熙帝命令福全出击。清军用火炮火枪猛烈轰击敌阵，步兵骑兵一起冲杀过去。福全又派兵绕到山后夹击，把叛军杀得七零八落，纷纷丢寨逃走。
噶尔丹回到漠北，表面向清朝政府表示屈服，实际上却重新招兵买马，还暗地里派人到漠南煽动叛乱。
1696年，康熙帝第二次亲征，兵分三路出击：黑龙江将军萨布素从东路进兵；大将军费扬古率陕西、甘肃军兵，从西路出兵，截击噶尔丹的后路；康熙帝亲率中路军，从独石口出兵。二路大军约定日期同时进攻。
康熙帝的中路军到了科图，遇到了敌军前锋，但东西两路还没有到达。这时候，有人传言沙俄要出兵帮助噶尔丹。随行的一些大臣害怕起来，劝康熙帝退兵。康熙帝气愤地说：“我这次出征，还没有见到叛贼就退兵，怎么向天下人交代？再说，我中路一退，叛军全力对付西路，西路不是更危险了吗？”
康熙帝决心已定，继续进兵克鲁伦河，并且派使者去见噶尔丹，告诉他康熙帝亲征的消息。噶尔丹在山头望见清军黄旗飘扬，军容整齐，便连夜拔营逃走了。康熙帝一面派兵追击，一面派快马通知西路军大将费扬古，让他们在半路上截击。
噶尔丹带兵奔走了五天五夜，到了昭莫多（在今蒙古人民共和国乌兰巴托东南），正好与费扬古军相遇。费扬古在树林茂密的地方设下埋伏，然后派先锋把叛军引到预先埋伏的地方，叛军一到，便前后夹击。叛军死的死，降的降。最后，噶尔丹只带了几十名骑兵逃走了。
经过两次大战，噶尔丹叛乱集团土崩瓦解。但是噶尔丹不听康熙帝的劝告，继续顽抗。隔了一年，康熙帝又带兵渡过黄河亲征。这时候，噶尔丹原来的根据地伊犁，已被他侄儿策妄阿那布坦占领；他的左右亲信听说清军来到，纷纷投降。噶尔丹走投无路，就服毒自杀了。
从那以后，清政府重新控制了阿尔泰山以东的漠北蒙古，分封了当地蒙古贵族称号和官职。随后，又在乌里雅苏台设立将军，统辖漠北蒙古。
后来，噶尔丹的侄儿策妄阿那布坦攻占了西藏。1720年，康熙帝派兵远征西藏，驱逐了策妄阿那布坦，护送****喇嘛六世回藏。以后，清政府又在拉萨设置驻藏大臣，代表中央政府同****、****共同管理西藏。