噶尔丹穷兵黩武，战又不能胜，而清廷剿抚并用，在使用武力的同时不放弃招抚政策，这使得准噶尔内部开始分崩离析。噶尔丹重臣吴尔占札卜、丹济拉均十分动摇，倾心于朝廷。在康熙第三次亲征中，噶尔丹不战即溃，噶尔丹重臣丹济拉、丹津阿拉布坦、丹津鄂木布等均离开了噶尔丹。噶尔丹只剩下不到300人丁，少量驼马，也无牛羊，全靠射猎杀马而食。他的老巢伊犁，早已被其表示归顺清朝的侄子策妄阿拉布坦所占，他“欲北赴俄罗斯”，但俄罗斯对他已失去兴趣，“拒不受”。他进退失据，“穷蹙已极”，成了流窜于阿尔泰山地区、塔米尔河流域的一股走投无路的残匪。
这时，噶尔丹已是众叛亲离，一向忠于自己的丹济拉已同他脱离，两次相召丹济拉都不予理睬。派人去召唤另一亲信杜哈尔阿拉布坦，杜哈尔阿拉布坦反而夺走来人的马驼。其他厄鲁特喀尔喀各部，或争先充当向导带领清军深入平叛，或搜集噶尔丹动向及时上报，更有出兵配合清军征剿的，如喀尔喀贝勒戴青向康熙表示“愿以擒杀噶尔丹自效”。噶尔丹的侄儿策旺阿拉布坦与阿玉哥分别发兵会集于阿尔泰山以南驻扎，四面设哨或埋伏，并向清廷保证：“噶尔丹若近逼我土，必竭力擒剿。”正如康熙所预言：“噶尔丹无所逃矣，或降或擒或自尽，否必为我所擒”。不久噶尔丹在四面楚歌，“仅余孑身，率领数人随处飘遁”的穷迫情势下，“惊闻清军到来，寝食俱废，反复思维，无技能逃”，被逼于闰三月十三日，饮药自尽。
四月十五日，噶尔丹属下丹济拉来降，他“携噶尔丹尸骸及噶尔丹之女钟齐海共率三百户来归”。一代枭雄，就此殒命。他只能感叹命不逢时，与他相抗的是一个统一强盛的国家和一个励精图治、雄才大略的君主。
反观清廷，康熙在其祖皇太极统一漠南蒙古的基础上，统一了漠北喀尔喀蒙古和漠西厄鲁特蒙古的大部（仅准噶尔部策妄阿拉布坦尚与中央保持朝贡关系），将盟旗制度从漠南，推行到漠北、漠西。清廷与蒙古往来频繁，尤以多伦会盟最为著名。
康熙三十年（1691），乌兰布通大捷之后的第二年，康熙率八旗劲旅赴多伦诺尔草原，主持漠南漠北蒙古共同参加的、空前盛大隆重的会盟。这就是历史上著名的多伦会盟。绿草如茵的大草原上，威武雄壮的八旗军安营扎寨。“上三旗亲军居中，八旗前锋营二，护军营十，火器营四，共十六营，分二十八汛，各环御营而峙”。喀尔喀蒙古各部及内蒙古四十九旗王公台吉，先已预屯于百里之外，听候传谕。康熙首先调解、平息了喀尔喀蒙古两翼的矛盾纷争，维护了喀尔喀蒙古的团结统一，得到了喀尔喀各部的一致拥护。
在会盟大典上，康熙在行宫前接受了喀尔喀汗等人的朝见。全场团结和谐、亲如一家。接着，康熙宣布照内蒙古之例，在喀尔喀蒙古实行盟旗制度，“编为旗队，给地安插”，按满族贵族封号各赐予亲王、郡王、贝勒、贝子等爵。
接着，康熙巡视了各部族的营寨，而后回銮。蒙古的首领们在道路两旁跪送，“依恋不已，伏地流涕”，动容的康熙对随行官员慨叹道：“昔秦兴土工修筑长城，我朝施恩于喀尔喀，使之防备朔方，较长城更为坚固。”
正是依靠与蒙古各部落的友好关系，康熙对噶尔丹的三次亲征，才最后取得了圆满的胜利，这也印证了得人心者得天下的古话。以噶尔丹自杀为标志，西北重归太平，边境也得以安宁。这与康熙帝的努力是密不可分的。
康熙三十六年，清政府遣送喀尔喀各部重新返回自己原来的牧场，又在科布多、乌苏里台等地派驻将军和参赞大臣，进一步加强了对蒙古的管辖。
