康熙帝即命马思喀为平北大将军，坐镇巴颜乌兰地区；令费扬古西路军拦截准噶尔军退路，设伏袭击；命内大臣纳兰明珠将中路军的粮草运供西路军队使用。
然后，康熙亲自率前锋追击三日，至拖诺山也没追上噶尔丹。准噶尔军退至特勒尔济时，仅剩万余人。五月十三，清军西路进抵昭莫多，距特勒尔济30里扎营。费扬古以逸待劳将东阵兵陈于山上，一部沿土拉河布防于西，骑兵主力隐蔽于树林中，以孙思克率兵居中，然后400精骑至准噶尔军营地挑战，诱其入伏。噶尔丹见人少，果然将万余骑全部出击，追至昭莫多，即向清军阵地猛扑。
清军占据了高处的有利地形，形成了一种压倒性的优势。他们稳稳地站在险峻的山坡之上，俯瞰着下方的战场。随着指挥官一声令下，清军士兵们纷纷举起手中的弓弩和火枪，密集的箭矢与枪弹如雨点般倾泻而下，对准噶尔军发起了猛烈的攻击。而康熙的火器营更是推出来了大炮，对噶尔丹的军队带来了巨大的压力。
紧接着，手持藤牌的清兵迅速跟进，他们紧密排列在一起，用坚固的藤牌组成一道防线，抵挡住了准噶尔军射来的部分箭雨。每当前进一段距离，清军便会将沉重的拒马木放置在前方，以此巩固自己的阵地，防止敌人的突袭。
面对清军如此强大的攻势，准噶尔军在初次交锋时就遭受了挫折。但他们并没有退缩，反而展现出了顽强的战斗意志。只见准噶尔军纷纷下马，徒步冲向清军阵营，毫不畏惧那迎面而来的箭矢和火枪弹丸，甚至炮弹。他们奋勇厮杀，与清军展开近身肉搏战。
尽管在激战中准噶尔部伤亡惨重，但准噶尔军依旧坚守阵地，不肯后退一步。噶尔丹见准噶尔部的人们这么勇敢，也上头了，他像后来指挥着“大刀砍大炮”的某些皇帝一样，高喊着：“准噶尔部的儿郎们，长生天与本可汗同在，随我冲啊！”
然而理想很丰满，现实很骨感，准噶尔军虽然英勇，但武器装备悬殊太大。清军炮火不断轰鸣，准噶尔军渐渐支撑不住。噶尔丹眼见大势已去，心生一计，他命令身边最忠诚的一队亲兵换上普通牧民的衣服，混在四散奔逃的人群当中。他自己则乔装打扮一番，趁乱逃脱。
然而，经验丰富的费扬古将军通过观察敌军的动向，敏锐地察觉到了准噶尔军后阵始终没有动静这一异常情况。他心中立刻明白，那里必定是准噶尔军的妇女、儿童以及大量牲畜的所在地。于是，费扬古当机立断，下达命令让一部分军队迂回到侧翼，横向冲击准噶尔军的后阵；同时，另一部分军队则直接袭击其后方。
这突如其来的双重打击让准噶尔军瞬间陷入混乱之中。原本有序的阵型开始崩溃，士兵们惊慌失措，不知该如何应对。就在此时，扼守山顶的清军看准时机，顺势发动了更为凶猛的攻击。他们高呼着口号，从高处猛扑下来，与正面进攻的友军形成了上下夹击之势。
一边是训练有素的部队，一边是败军，妇女儿童和不会反抗的牛羊，显而易见，最终清军大获全胜，准噶尔部被杀死了三千多人，并被俘虏了数百人。在这场一边倒的战斗中，噶尔丹的妻子阿努可敦等人也不幸被击毙。
噶尔丹远远望见阿努被乱箭射死，目眦欲裂。噶尔丹悲痛万分，但此刻自身难保，只能咬牙继续逃窜。最终，一代枭雄噶尔丹因为武器装备的绝对差距，被打得大败而逃，连他亲封的可敦（王后）阿努都死了，只剩下区区几十个忠诚于他的部下还追随着他逃跑。
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