17世纪下半叶，蒙古准噶尔部首领噶尔丹为实现统治蒙古各部、割据西北的野心，于康熙二十七年（公元1688年），越过杭爱山东征喀尔喀蒙古，后继续向东进军。康熙二十九年（公元1690年）春，噶尔丹率军2万进入内蒙古东部地区，严重威胁清朝京师地区安全和边疆安定。清朝起兵对抗，双方在乌兰布通（今称乌兰布统，位于内蒙古自治区克什克腾旗）展开大战。
出师不利
康熙二十九年（公元1690年）3月，清廷侦察得知噶尔丹的军事动向后，先令理藩院尚书阿喇尼召集鄂尔多斯、归化城（今内蒙古自治区呼和浩特市）、喀尔喀、察哈尔等地部落兵约万余人，沿洮赖河（今讨赖河）一带监视和牵制准噶尔军，为清军主力的部署争取时间。但阿喇尼恃勇而骄，于6月21日主动前进至乌尔会河（今乌拉盖河）求战。他不顾清军仓促集结、缺乏火器的实际情况，盲目向准噶尔军发起进攻，结果遭到准噶尔军火枪部队的痛击，又被骑兵从左右两翼包抄，所部人马几乎全部损失。受此战胜利的鼓舞，噶尔丹决定继续东进。
7月2日，阿喇尼失利的消息传至北京，康熙决定御驾亲征，并作出一系列军事部署：清军主力兵分两路，左路以裕亲王福全为帅，率兵3万出古北口；右路以恭亲王常宁为帅，率兵2万出喜峰口。与此同时，命康亲王杰书率军进驻归化城，堵住噶尔丹去路；盛京（今辽宁省沈阳市）、吉林方向的清军前出至科尔沁草原，力争对噶尔丹形成合围之势。此外，康熙还令阿喇尼等人搜集乌尔会河之战溃兵，尽快向福全部主力靠拢。
然而，天有不测风云，康熙出征不久就感染寒热重症，无法赶往前线，清军的组织调度再生变故。7月27日，常宁率领的右路军孤军深入，在乌珠穆沁遭准噶尔军截击，损失骑兵400余人。康熙急令常宁部速与福全会师，并收拢阿喇尼残部3000余人，以最大限度集中兵力。此时，准噶尔军也尾随而至，并抢占了乌兰布通山扎营，形成了居高临下之势。
驼城对决
乌兰布通山下河流和沼泽密布，易守难攻。噶尔丹下令将随军的骆驼缚肢而卧，外附毛毡和箱垛，使火枪手伏于其内，依山脊线环形布置，形成了一道“驼城”防线。8月1日晨，福全率军向乌兰布通山的准噶尔军发起进攻，清军集中大小铳炮，猛烈轰击准噶尔军驼阵，但山岗上林木密布，不利于发挥清军的火炮优势。准噶尔军则凭借地形优势，给清军造成杀伤。正面进攻失利，福全又派出骑兵从两翼进行包抄，但右翼部队被沼泽所困，被迫撤回；左路清军在缺乏呼应的情况下，被半山腰上杀出的准噶尔军骑兵冲散，康熙的舅舅佟国纲也在进攻中战死。
在正面侧面进攻都受阻后，福全调整部署，不再轻易使用步骑兵发起冲击。在侦察清楚准噶尔军的虚实后，清军火炮终于开始发挥威力，而准噶尔军的火药弹丸逐渐耗尽，渐渐处于下风。战场态势由此发生转变。日落时分，清军终于将驼城一分为二，趁势展开全线攻击，准噶尔军死伤惨重，被迫借夜色退向山顶。可惜的是，福全未能在当晚对山顶的准噶尔军残部发起总攻，而是命令全军就地转入休整。见此情形，噶尔丹趁机以“讲和修好”为名，施出缓兵之计，福全信以为真，未继续进攻。8月4日，准噶尔军趁夜色与清军脱离接触，一路向漠北撤退，清军发现之时，已追之不及。
取胜之道
乌兰布通之战是康熙统治中期的一次关键战役，它解除了准噶尔部对京师的威胁，粉碎了噶尔丹的割据企图，为稳固清朝北部边疆打下了基础。通观此役，双方都可谓得失参半。战略主动权一直在清军手中，但清军战力较入关初期已有不小的下降，因此战局进展并不顺畅。康熙知道噶尔丹部众精锐，装备“厄鲁特火枪”等优良火器，不宜仓促与之交锋，故始终坚持“善战者先为不可胜”的战略指导，先求稳妥，再图进取。他先是就地动员蒙古部落力量，争取了充分的调整时间，而后多方动员兵力，逐步形成合围态势，将准噶尔军逼入己方预设的战场。尽管也发生战术层面的失利，但清军在兵力、火力和补给方面始终处于优势，牢牢掌握着战役的主动权。
在战术的具体执行过程中，清军存在不少问题。比如阿喇尼、常宁等人先后冒进失利，给前期部署带来一定困难。特别是作为一线主帅的福全，战场敏锐性和应变能力不足。先是被准噶尔军抢占有利地形，导致清军被迫采取仰攻之势，增加了进攻难度；战斗打响后，他在进攻方式上调整过慢，在无谓的强攻中消耗了过多兵力；在最后完成包围的有利态势下，又因不大的伤亡而怯战，轻易中了敌方的缓兵之计，这些都是清军此战未能取得完胜的原因。
噶尔丹方面，由于其后方被策妄阿拉布坦攻占，准噶尔军已成失去后方依托的孤军，只能寄希望于军事冒险。特别是来到乌兰布通后，已进入兵法上必争的“重地”，必然导致清军对其围而攻之。此时的准噶尔军只能与清军进行阵地决战，已别无他途可走。纵观整个战役的过程，准噶尔军战术运用上也不乏精妙之处，无论是“驼城”防线的布置、火枪部队的运用，还是骑兵出击时机的掌握，都取得了良好成效，给清军造成不小伤亡。但在清军严密布置下，噶尔丹无法觅得战机，有限的战术胜利难以转化为战略优势。最后虽然利用清军主帅福全的大意，暂时免于被全歼的命运，但其撤退途中一路缺乏给养、疫病交加，非战斗减员大大超过战斗损失，得以回到科布多者，不过数千人。