玄烨因病，无法直接领军作战，在行宫休养之时，每日详细分析敌情。
福全接到玄烨书信：大军临近敌兵，应侦查清楚对方的情况，设法笼住噶尔丹，使他不生异心。等盛京、乌拉、科尔沁各部大军赶到，全歼叛军。福全让人带着书信，赶一百只羊，二十头牛前往敌营，先稳住噶尔丹。协助作战的阿密达等大军到达，立刻将所有部队调配为三队，准备出击。
玄烨亲自部署战术，分为前队、次队、两翼，向噶尔丹部进发。常宁带兵在乌珠穆沁战败，玄烨命常宁速与福全会师，以集中兵力。并康亲王杰书率兵由苏尼特地方进驻归化城，以短敌人归路。
八月初，在赤峰附近乌兰布通与噶尔丹部厄鲁特兵相遇。开始时，厄鲁特兵士依仗天险，在隔河的密林中布阵阻击；又在高岸上把一万多头骆驼捆住卧地，驼背上搭上箱垛，盖上浸湿的毡子，摆成一条掩体防线，称为“驼城“；厄鲁特主力部队从“驼城“垛隙放枪射箭，进行顽抗，使清军伤亡惨重。佟国纲在此战役中牺牲。
为转变战局，天昏黑时福全命清军左翼自山腰插入，攻其不备。出其不意，打得敌军狼狈逃窜；右翼在河岸泥淖处拼死硬攻，终于攻入“驼城“，大败厄鲁特军。
噶尔丹虽遭惨败，并不死心，又派人至清军大营前索取土谢图汗等人。福全毫不退让，斥责噶尔丹入侵无理，将来人招回。第二天，噶尔丹部胡士克图率弟子七十人来游说，并让济隆陪同；他们先承认错误，再为侵入境界找借口，福全针锋相对，驳斥了说客。
福全当时分析了形势，认为各路大军还没会合，据险逞凶的厄鲁特部已被击溃，先争得时间让自己的士兵养精蓄锐，等盛京大军来会师时再与噶尔丹决战，全歼残敌。
玄烨对福全的战略部署很不满意，批评他坐失战机；噶尔丹派人游说的用意是缓兵再战之计。
福全经玄烨的指点，认识了问题的严重性，立即派侍卫吴丹等人与济隆一道去追赶噶尔丹，当面辩理，噶尔丹理屈词穷，只好跪在威灵佛前叩头发誓，低头认输，还派了使臣拿着奏章和保证书前来请罪；表示愿意撤出边境，听从发落。玄烨虽然应允了噶尔丹所请，仍告诫福全要加强防备，噶尔丹是个十分狡猾的人。
十月初，福全所派侍郎等人传信给噶尔丹，逾月未归，他估计噶尔丹早已出边逃循，且当时军中粮草不足，只能维持几天，鉴于此，便自作主张，下令回师。
部队归至玄烨军中，玄烨对福全不请示就自行撤回十