与此同时，尽管已经与清政府签订了《尼布楚条约》，但沙俄仍妄图进行侵略和扩张，于是在暗中给予了噶尔丹重要支持，包括提供了大量的钱粮、火器，特别是这些先进的火炮以及滑膛枪，极大的提升了准噶尔军队的战斗力，在之后的战争中给予了清军以重创，使之付出了极为惨重的代价。再次，就是康熙二十八年（1689年）的“乌尔会河之战”惨败，给了康熙以极大的震撼。
噶尔丹亲率两万多人的精锐骑兵部队长驱直入，清朝大将阿尔尼率两万清军主力前往迎战阻击，双方在乌尔会河展开激战，结果是噶尔丹大获全胜，几乎是将阿尔尼的部队打了个全军覆没。在这一战中，准噶尔军队的勇猛，再加上沙俄暗中提供的武器装备极为先进且威力巨大，这些都是康熙皇帝所始料未及的。更为致命的是，经此之后，噶尔丹的先锋部队已经抵达了乌兰布通地区（今内蒙古自治区赤峰市克什克腾旗西南部），距离北京不足千里，已然威胁到了北京的安全，这不得不让康熙感到巨大的危机。
于是，在康熙二十九年（1690年），康熙皇帝急忙调集五万军队，兵分两路，一路是由抚远大将军、裕亲王福全统领的三万大军，出古北口，一路是由安北大将军、恭亲王常宁统领的两万大军，出喜峰口，两路大军齐头并进，企图对噶尔丹形成夹击之势。同时，康熙又调盛京与吉林将军麾下一万主力部队，从东向西，协同两路大军战斗。
而康熙在两路主力出发后，殿后随行，这便是他第一次御驾亲征噶尔丹。三次御驾亲征，康熙终于彻底消灭了噶尔丹。康熙二十九年（1690年），决定大清王朝与准噶尔汗国之间生死命运的“乌兰布通之战”打响。噶尔丹摆出“驼城防线”，利于火器进行阵地防守，清军也在康熙“集中火力，攻其一点”的策略下发起冲锋。最终清军取得了战争的最终胜利，但也付出极为惨重的代价，康熙皇帝的亲大舅佟国纲战死，将领、士兵也是伤亡过半。
然而，由于福全的“失误”，使得噶尔丹率残部趁夜色逃走，康熙想要就此彻底消灭噶尔丹的希望落空。此后经过六年的准备，康熙皇帝决定先发制人，在康熙三十五年（1696年）的时候，亲率三路大军主动出击奔向噶尔丹而来，康熙本人更是坐镇中路直接指挥大军，与噶尔丹正面交锋。最终的结果是康熙大获全胜，噶尔丹仅率数十人逃离，从此再也无法东山再起了。
一年之后，也就是康熙三十六年（1697年），当康熙皇帝得知噶尔丹逃窜到了宁夏地区后，随即再一次带兵亲征，渡过黄河，直扑噶尔丹而来。这个时候的噶尔丹已经是众叛亲离，在绝望中，噶尔丹选择了服毒自尽，结束了其颇具传奇色彩的一生。至此，康熙皇帝算是彻底消灭了他一生中最为强大的对手和敌人噶尔丹。康熙皇帝连续三次御驾亲征，极大的激励了士气，同时，大清王朝在整体国力上，确实也要比噶尔丹的准噶尔汗国强盛许多，这些都是康熙能够最终战胜噶尔丹的重要因素。
