在《尼布楚条约》订立之时，外蒙古已被来自新疆的准噶尔部首领噶尔丹汗侵占。因此之故，中、俄两国的边界划到尼布楚为止，尼布楚以西，有关外蒙古与西伯利亚之间的界线，并未谈到。
当时居住于外蒙古的蒙古人，分为三个部：东边是车臣汗部，西边是札萨克图汗部，中间是土谢图汗部。三个汗部的汗，均是元太祖十六世孙格勒森札札赉尔珲的苗裔，统称为“漠北喀尔喀”。在热河的东部，也有喀尔喀，分为左、右两翼。
居住于新疆北部的蒙古人，在元朝被分为四个卫拉特（oirat）：准噶尔在今日的伊犁一带，和硕特在乌鲁木齐一带，杜尔伯特在承化一带，土尔扈特在塔城附近的雅尔一带。
明朝的官方文书，称卫拉特为“瓦剌”。清朝的官方文书，称卫拉特为“厄鲁特”或“额鲁特”。
在四个卫拉特之中，准噶尔最强。它在明朝末年，逼迫土尔扈特部迁走到俄国境内伏尔加河流域（这土尔扈特部到乾隆年间又迁了回来，被安置在科布多西南与伊犁的珠克都斯）。
准噶尔在康熙年间出了一位很有能力的首领噶尔丹。他吞并和硕特与杜尔伯特，统一了新疆北部，又服属新疆南部的喀什噶尔、叶尔羌等伊斯兰教部落。
到了康熙二十七年，他竟然利用札萨克图汗部与土谢图汗部的“内讧”，领了三万骑兵，帮札部打土部。他打败了土部，也占领了札部。而且，他又侵入了车臣汗部。于是，他在事实上成为跨有外蒙古与新疆的大霸主，好比当年努尔哈赤之崛起于辽东一般。
康熙皇帝受不了这个威胁。恰好三个“漠北喀尔喀”汗部的汗与臣民集体逃难，逃到沙漠的南边来，人数有几十万。康熙对他们表示欢迎，把他们安置在苏尼特各旗之地。
噶尔丹领了他的精兵，在这些喀尔喀难民的后面紧追，追到邻近热河林西县的乌珠穆沁旗。这时候，是康熙二十九年（1690年）七月。
康熙皇帝决定亲征。
他出了长城，驻扎在博和洛屯；把主要的兵力交付同父异母兄裕亲王福全，福全被他任命为抚远大将军，到乌珠穆沁旗前线，迎击噶尔丹。
两军在乌兰布通相遇。交战的一天（八月初一），噶尔丹把骆驼捆了，盖了浸水的毯子，摆成一道防线，称为“驼阵”。这驼阵却抵不住清军的枪炮。结果，噶尔丹大败。
噶尔丹派代表伊拉古克三呼图克图，来与福全议和。他要求清方交出两个人：一个是土谢图汗部的汗察珲多尔济，另一个是建议漠北喀尔喀诸部向南逃难的哲卜尊丹巴（活佛）。福全不肯接受，将伊拉古克三呼图克图骂走。
过了一天，噶尔丹又派一位呼图克图来，这一位呼图克图叫做济隆。济隆说，噶尔丹不再要求清方交出察珲多尔济，只要能够把哲卜尊丹巴押送给西藏的达赖喇嘛，加以惩罚，便于愿已足。
福全说：“我没有权力答应，必须报告皇上，等候批示。你能保噶尔丹不在我等候的期间乘机跑到别的地方，掳掠我的人民吗？”济隆说：“我能保！”
于是，福全一面向康熙报告，一面派侍卫吴丹等人陪着济隆回去，叫噶尔丹跪在“威灵佛”前，磕头宣誓。宣誓已罢，噶尔丹又派伊拉古克三来，带了写给康熙的奏章，请福全转达。他在奏章上说，请康熙恕他的罪，让他“出边待命”。福全把这奏章转了上去，获得康熙批准。康熙告诉福全：“噶尔丹为人狡诈，仍当防备他。”事实上，噶尔丹已经真的出了边。
到了十月间，福全借口粮少，把军队撤退至哈玛尔岭。康熙大怒，索性下圣旨，把军队完全撤回。福全回北京，康熙免了他的“议政大臣”职务，罚俸三年，削夺三个佐领（九百个世仆及其耕地与牛羊）。
次年五月，康熙大会蒙古诸部落于多伦，将漠北（外蒙古）编为三十七旗，与内蒙古的四十九旗同样看待。每旗设一个世袭的“札萨克”。（内蒙古的察哈尔部诸旗例外，其札萨克业已不许世袭，因为该部曾于吴三桂反正期间一度叛清。）
参加这个多伦盛会的，除了内蒙古的四十九个札萨克以外，外蒙古的若干济农、若干诺颜、两个汗，均到。康熙把济农改封为王，诺颜改封为贝勒或台吉（贝子），以示与满洲一律。外蒙古本有三个汗：在场的是土谢图的汗察珲多尔济与车臣的汗诺布。札萨克图的汗成衮已经死了，成衮的长子德克德黑又已为察珲多尔济所杀，到会的仅是德克德黑的弟弟策旺札布。康熙于是当众册封策旺札布为札萨克图的汗，而且给予亲王的地位。
两年以后（康熙三十二年），康熙正想派兵护送漠北喀尔喀诸部的人回原地，却接到科尔沁部奏章说，噶尔丹约他们共同南侵。康熙于是暂停遣回喀尔喀诸部的人，准备与噶尔丹再交手一次。
到了康熙三十五年（1696年）三月，他准备就绪，下旨亲征，自领中路军，由张家口东北的独石口出塞；派萨布素领东路军，统带盛京与吉林的军队，会合科尔沁各旗，由外蒙古的东边打进去；又派费扬古率领西路军，以陕甘的绿营为核心部队，从外蒙古的西边打进去。
康熙的中路军长驱直入，到达克鲁伦河的河边，噶尔丹这时在河的对面，不敢交锋，就撤兵西走。走了两天，康熙才知道。
噶尔丹退到土谢图汗部中旗的昭莫多地方，与费扬古及其所领的绿营兵相遇。绿营的三个总兵，是凉州总兵董大成、肃州总兵潘育龙与宁夏总兵殷化行。殷化行的三千人占了昭莫多的一个山峰，等待噶尔丹的一万多兵来到，便居高临下，用炮轰击。同时，费扬古挥动董、潘二人的兵，扰乱噶尔丹的后队辎重所在。然后，殷化行“鼓行而下”，把噶尔丹杀得大败而逃。噶尔丹的“可敦”（王后）阿弩战死。
噶尔丹颇想回新疆去，在途中听说他的仇人、侄儿策妄阿拉布坦，已经接受康熙的使命，回到伊犁。噶尔丹派自己的儿子塞卜腾与巴尔珠尔去哈密，这两个儿子被哈密的回王捆了，送给驻在肃州的清军。
噶尔丹局促在阿尔泰山东麓，日暮途穷，就在康熙三十六年吃了毒药，自杀。
康熙三十七年二月，康熙三度亲征，驻跸榆林。噶尔丹的部下把他的尸首与他的女儿钟齐海及三百户残余人口，送到费扬古驻扎之地萨奇尔巴尔哈孙。
康熙这才放了心，下诏班师。漠北喀尔喀的几十万人口被送回，各归原地，过太平日子。三十七个旗，被扩充为五十五个旗；又增设一个赛音诺颜部于土谢图汗部及札萨克图汗部之间，册封额驸（驸马）策凌为第一代的贝勒（诺颜），统辖十九个旗。合起来，外蒙古一共有了七十四个旗（到了乾隆年间，增编为八十三个旗）。