1718年二月，远在西藏的拉藏汗，在去年发出的求援信飞抵北京。到了四月，康熙又得到消息，据逃出拉萨的人所云，去年拉萨已被占领，拉藏汗战死。
准噶尔部大策凌敦多布带领六千人入藏，经过几次战事，此后又有生病死亡者，余部不过四千余人。之后又几次分兵押送战俘及财物返回伊犁，手中所剩兵力并不多。大策凌敦多布自己领了几百人驻扎在拉萨，将主力分布在拉萨北部的达木、喀喇乌苏(黑水)等要地。
准噶尔部控制西藏，再以宗教为号召，策妄阿喇布坦进而统一蒙古各部不无可能，这将对清廷造成巨大威胁。而蒙古骑兵的战斗力，在噶尔丹时已得到明证。
为了应对准噶尔部，康熙早就有准备，令西安将军额伦特驻扎西宁，与青海蒙古诸王公互相策应。额伦特出身于军旅世家，曾参加费扬古的西路军远征噶尔丹，在昭莫多之战中立下功勋。
1718年夏，康熙派色楞领兵两千四百人，从西宁出发，进军西藏。
虽然色楞向康熙夸过海口，要立下大功，可途中听说准噶尔军兵多且战斗力强悍后，他不敢托大，又呈请将额伦特处两千人调拨同行。色楞虽然请调额伦特帮忙，却又与额伦特不和，两人在用兵上存在诸多分歧。
色楞领了前锋先行，将额伦特甩在后面。七月十九日，色楞进至喀喇乌苏（黑河），与准噶尔军开战。清军枪炮犀利，鏖战了一上午，将准噶尔军击退，但骏马百余匹被抢走。十九日夜间，准噶尔军又出动两千余人夜袭，从四更打到次日中午方才撤退。准噶尔军无炮，只有鸟枪、长枪、弓箭，在战斗中显示了出色的战术素养。色楞尝到苦头，就派人来请额伦特助战。二十六日，额伦特领了四百人先行追赶色楞，大部队则稍后出发。
色楞、额伦特在那曲会合之后，二十九日晨，清军全军出动，准备与准噶尔军厮杀。
清军列阵后，色楞一看准噶尔军尚远，就让本部没有吃早饭的士兵回营取食物。这个荒唐命令一下，士兵们都说没吃早饭，纷纷回营，色楞也跟着回了营，只剩额伦特领了自己的四百人马布阵。准噶尔军趁机从山上冲下，围攻孤立的额伦特。额伦特两次派人去向色楞求援，色楞按兵不动，大概还在吃早饭。
侍卫达克巴藏看色楞如此作为，大为不平，孤身一人，冲入敌阵，脖子被射中一箭。冲到额伦特身边之后，才将箭拔出，包裹了伤口再战。至黄昏时分，西宁把总陈吉带了鸟枪兵二十余人，从包围圈外突击，二十余杆鸟枪不停燃放，也奏了奇效，将额伦特救出，但陈吉战死。
八月初五日，准噶尔军发现后方清军赶到，拦住交战，清军死伤惨重，运送粮草的马驼大半被抢走。此后准噶尔人采取偷袭战术，在山上设置墙垛，向清军放冷枪。如果清军出动围剿，准噶尔军就上马撤退。
游击战术拖到了闰八月初一，准噶尔军突然从山上冲下，将清军在十几里外放牧的马匹及看马的仆役全部掠走。此后清军马畜全无，粮草不济，饥饿不能守。清军之所以在十几里外放牧，也是战马的特殊情况所决定。战马每次经过战斗之后，要选择良好的水草牧场，让它饱食青草，饮用好水，此期间不能骑乘，让马养出肥膘。至下次战斗时，将马收回营地，然后只喂食少量草料之后马膘收缩，身体强壮，可以持续骑行数百里。
对于蒙古人的盗马本领，战前额伦特就有耳闻，曾上奏建议打造如九连环一般的锁链，将马两条前腿锁住，蒙古兵来盗，马不能奔走，又不能打开锁。趁蒙古兵忙于打砸锁链时，清军可以靠近斩杀。为此康熙下令为每匹马量身打造铁锁，只是此计在实战中被证明无效。
准噶尔军交战时，所能出动的兵力最多三千，武器有鸟枪三四百支，其中有三十来支杂木喇鸟枪，射程可达三百步远。闰八月，准噶军还搬出了五六门大炮，对着清军军营轰击，造成巨大威胁。
在切断了清军粮草供应后，准噶尔军调动藏人前来助攻。藏人每日里只是朝清军大营乱放鸟枪，也不靠近进攻。如果没有准噶尔军监督，就朝天空放鸟枪。清军判断，藏人并不想被准噶尔人驱使，前来放枪只是无奈之举。不过藏军的到来，壮大了准军的声势，给清军造成压力。
至九月二十八日夜，清军饥饿难耐，就从营地撤退，渡过喀喇乌苏河，想到回路上去弄些粮草。到了次日中午，徒步行军的清军正筋疲力尽时，大批准噶尔军骑马追了上来。混战中，额伦特被鸟枪击中死亡，喀喇乌苏河(黑河)之役至此以全败告终。
额伦特战死后，色楞及清军被准噶尔军围困，在饿了多日之后，清军无力抵抗，请求投降。
大策凌敦多布得知额伦特战死，差人前来查探。清军士兵马朝群与翻译一同前往大策凌营中交涉，见面后大策凌叹息道：“不料一位好将军阵亡。尔等回去收取将军尸体，我不与尔等交战。”
马朝群返回途中，碰到色楞前往大策凌敦多布处谈判，大策凌敦多布又派人将马朝群及翻译召回。
马朝群回去后，大策凌敦多布问他道：“这是色楞么？”
马朝群与翻译连忙答称是。
大策凌敦多布端坐于中，副将坐于旁，令色楞跪拜，色楞拒不下跪。大策凌敦多布令人将他按住跪拜，色楞反抗，从靴子中抽刀准备自杀，不想靴中没刀，只抽出了块小铁片，就刺向脖颈。
大策凌敦多布手下将色楞手按住，又用鞭子加以抽打，不过也不强迫他跪拜了。大策凌敦多布此时气势汹汹，追问色楞：“大皇帝并未让你征伐我等，你违背谕旨，轻视我等，率少许兵丁深入何意？今被俘获，又有何言？”
色楞一声不吭，大策凌敦多布遂让将他拉出押往别处囚禁，马朝群及翻译依旧遣回。喀喇乌苏战役中被俘虏的清军士兵，大策凌敦多布派喇嘛清点人数后全数释放，并发给粮食，沿途派兵护送至青海。色楞等十余名将领，则被扣押。
在此前系列战斗中被俘的清军有四百二十八人，被押解到藏地关押。班禅再三请予以释放，并表示将为他们提供衣服和食物。1719年正月，这批俘虏被释放，沿途藏人纷纷赠给衣服与食物，帮助他们度过难关，回到内地。此年二月，色楞被押解前往伊犁。在押送途中，色楞夜间将捆绑的绳索在火上烧开，又杀死了两名看守逃跑。出逃后色楞又被准噶尔人抓获，不再给他提供食物，十几天后色楞饿死。
清军远征军的覆灭，额伦特的战死，让西藏正在进行密谋，预备起义迎接清军的人士受到打击。
远征军出行后，康熙不再乐观，开始忧虑，“内心甚不安愁闷”，并为远征军祈祷。远征失败的消息传到京师后，所有人都很惊愕。康熙决定再次用兵，一定要击溃准噶尔兵，大臣们认为西藏路途太远，环境气候恶劣，不能深入。对于被俘虏后释放的清军，大臣们主张严惩，康熙却持相反意见，认为所有士兵都是有功之人，应该予以嘉奖。对出征战死者，也应给予抚恤。
为了第二次出兵，康熙做了充分的准备，以皇十四子允禵担任抚远大将军，驻西宁，统领进藏各路军马。允禵“其纛用正黄旗之纛”，正黄旗是由皇帝亲掌的上三旗中最尊者，用正黄旗代表了皇帝御驾亲征。
康熙五十九年二月六日，抚远大将军允禵及以罗卜藏丹津为首的青海和硕特十九名台吉等在塔尔寺会盟。清军出动万余人，名为护送噶桑嘉措进藏。为了让噶桑嘉措名正言顺地进藏，康熙又册封他为“弘法觉众第六世达赖喇嘛”。
皇十四子允禵抵达青海后，西藏的地下工作者阿尔布巴立刻派出使者前往塔尔寺，向允禵提供了准噶尔人的精确情报。允禵将情报翻译为满文，又给了使者一笔丰厚的打赏。按耐不住激动心情的阿尔布巴，决定亲自前去迎接清军，他带了三十名随从一口气跑到青海湖畔。允禵热情地招待了他，表示听闻大名已久，今日终于一见。为了增进感情，允禵将自己的帽子、皮袄、鞍具及白银三百两赏给了阿尔布巴。得意洋洋的阿尔布巴却未曾料到，允禵的帝位竞争对手，四阿哥胤禛将来会为此将致他于死地。
经过精心准备后，康熙五十九年（1720）四月，清军大军出动，分南北两路，分别由成都、西宁向西藏出发。大军出发前，康熙还派太监至军队驻地，赏赐“妙药十二斤八两、神符一万张，寻生救苦丹一千丸，保心石二万一千五百小丸”，以治疗瘴气（高原反应）。只是不知这一万张神符，后来效果如何。
允禵主持北路大军，于四月二十日往塔尔寺，迎接噶桑嘉措（六世达赖），一同起程。喀尔喀蒙古各部也派了使者随军。五月十日，清军先行抵达索洛木地方，等待与青海蒙古各部的军队会合。由于青海各部军队延误，允禵领了前锋护送噶桑嘉措先行。六月十三日，允禵翻过巴颜喀喇山，途中遭遇大雪，人畜死伤颇多。至雍正登基后，此次行军中冻毙人马，也成了允禵的罪状之一。
至七月初九日，后方清军与青海蒙古王公所统领军队追上，与允禵在木鲁斯乌会合。青海援军抵达后，总兵力有一万五千余人，兵多粮少马缺，遂精简精锐兵丁，由延信统领进军，允禵则领余部返回西宁。
七月十七日，允禵亲自送达赖喇嘛及众将领坐船渡过木鲁斯乌苏河，入藏军队及后勤物资，用了七个昼夜方才全数运完。掌握了双方情报的阿尔布巴此时踌躇满志，他在清军中卖力奔波，貌似成为了情报总管。他认为此战毫无悬念，清军有近万人，火器犀利，军饷供给充沛。准噶尔人只有两三千人，缺衣少粮，根本不是对手。渡河时，皇十四子允禵紧紧握住阿尔布巴的手：“你为达赖喇嘛和皇帝忠心耿耿，祝你高兴。我不会忘记你，你也不会忘记我。”
汲取了第一次远征失败的经验，清军稳步前进，特别注意防范准噶尔军偷袭。每扎营后，在营四周安放大炮一百八十尊，又派出哨兵在远处侦探。夜间营盘外点起火堆，作为警戒。马匹白天放牧在护栏外，至夜间则看护于护栏之内，并用精兵看守。
大策凌敦多布继续使用他最擅长的夜袭战术。
八月十五日夜，准噶尔军对清军军营发动袭击，被击退后不甘心，又转攻青海蒙古王公的军营。青海王公所领的军队毫无战意，未战就开始逃窜，还被抓走了两百人。是夜交战中，准噶尔人战死二十多人，清军有马匹被劫走。天亮之后，清军出动追击，将马匹全数抢回。同是蒙古人，青海和硕特王公被抓的手下，在准噶尔军中得到优待，只是俘虏们都想着再回清军身边。到底，那边的茶更香，酒更好，食物更可口。
八月二十日，大策凌敦多布利用连续三天大雪天气，准备夜袭清军营盘。准噶尔军计划周详，因为大雪不能用火药枪，全部改用长枪大刀。同时派出专人抢夺六世达赖，袭杀清军将领，对于清军马匹，则一匹不取，全部击杀。清军对夜袭早有准备，当夜幕降临时，清军大营内外，火把照亮了帐篷和塔楼，将士披甲执戈，严阵以待。当夜准噶尔军偷袭不成，被清军大炮轰毙甚多，天亮后，清军派兵追击，沿途发现死亡的准噶尔军不下百人。
八月二十日，已两次偷袭失败的大策凌敦多布。利用大雪纷飞的机会，再次出动千余人，在五更时分偷袭清军。清军早有准备，用大炮、鸟枪、弓箭还击。大雪之中，准噶尔人“枪药皆湿，烟火顿灭”，天亮后逃走。
先后三次偷袭不成，准噶尔人反而遭受到了伤亡，大策凌敦多布不再发动夜袭，此后“领兵绕走大山，隐藏山谷，处处派人登高山远望。”此时配合准噶尔军作战的藏军，不再听从差遣，各自逃散。大策凌敦多布看着无法再战，遂下令从西藏撤退。
撤退时，颇是狼狈。准噶尔军已不到三千人，领了妇孺牲口一早起身，至天黑后扎营。途中屡次遭到袭击，马匹牲口炮弹等物品，沿途都被抛弃。至后来，由于柴火缺乏，火枪枪柄也被拆掉煮肉。大策凌敦多布撤退时得病，周身与头皆肿，不能吃饭，不能骑马，做了个架子安置在两匹马中间驼行。回伊犁相对好走的阿里一路已被堵死，只能从自然环境最为恶劣的地方行军，途中大批人畜死亡，进入西藏的六千准噶尔军，最后只剩五百人逃回伊犁。
九月二日，清军抵达喀喇乌苏河。额伦特、色楞军就在此全军覆没，“故垒犹存，白骨山积”。清军驻扎后，将当年战死者的尸骨，就地掩埋。掩埋时，“阴风惨澹，鬼哭神啼，见者莫不伤心。”喀喇乌苏河边骨，皆是深闺梦中人。
其实早在八月二十三日，清军就已经进入拉萨。进入拉萨的却是从成都出发的一路军队。
据传教士记载：清军兵分两路，一路走四川，一路走西宁。
一支军队走南路，途经西康的打箭炉（今康定）。这条路线比较有利，它穿过一片有人耕种的土地，这样，军队可以以田地的庄稼为生。但两条路线中它比较长。另一支军队从西宁出发，从西路，经青海湖及柴达木盆地，穿过沙漠地带。它要经过更空旷的地带，但由于那里人烟稀少，军队可以避开满怀敌意之人的滋扰。
南路军以定西将军噶尔弼领军，副将岳钟琪此年三十五岁，魁梧绝伦，武力过人。
在西藏的准噶尔军统帅大策凌敦多布将主力集中在西线，对于南线，只能招募当地土著，利用天险，骚扰阻断清军的进军。
岳钟琪担任前锋，领了四千人出发，一路势如破竹，进展神速，捷足先登，进入拉萨。清军进入拉萨后，逮捕了与准噶尔人合作的一百零一人，有五人被审判后处死。
西路清军击退准噶尔部后，将主力驻扎在达木草原上放牧，将领延信领了满洲兵八百、绿营兵八百护送达赖喇嘛，九月八日从达木启程，十四日抵达拉萨。九月十五日，在延信主持下，于布达拉宫为噶桑嘉措举行坐床典礼。当日，“僧俗阪依，远迩倾响，欢声振天，梵音匝地。”延信能够独立在拉萨主持事务，他自然不是寻常人。延信是皇太极的曾孙，康熙的侄儿，备受宠信。康熙身体不适时，曾多次让他帮自己祭天地、祭社稷、祭太庙。
清军入藏之后，将大兵撤回，留下三千人驻扎。延信回到四川后，康熙责备他只留下三千汉兵，未留满兵在藏，指示他再带满汉兵各五百人入藏。入藏之路，千山万水，还有高原反应困扰，延信就推脱身患重病，不肯再去。于是康熙将他调回京师，命署四川总督噶尔弼带兵入藏，噶尔弼走到了泸定桥，也称患了重病不能前进。两名大将都称病不肯入藏，处理却各不相同。延信回京后，得到康熙嘉奖，封为辅国公。至于噶尔弼，因为不肯进藏被革职，之后在外徘徊不肯进京，再被年羹尧打了小报告，差点丢了脑袋。不过延信未曾料到的是，他与皇十四子共同领兵入藏，将来却会给他带来杀身之祸。
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