1690年7月29日，噶尔丹到达乌兰布通，乌兰布通树高林密，中间山势险要东西两侧为沼泽地。
此地适合依山阻水扎营，噶尔丹为防不测把营帐结在半山，同时安排人掘地为堑，形成了一个据险而守的营寨。
山脚下是萨里克河，因此给守军加了一道保险，无论是谁都不可能发起直接进攻。
同时随军的上万峰骆驼驮上上面蒙着湿毡子的箱子，捆上蹄子跪在地上，在外围结成一个环形阵列，士兵藏匿在驼城中间以弓箭和火枪向外击发，这座驼城就是一个临时的城市，就是一个人工天堑。
噶尔丹把自己的指挥所安置在乌兰布通峰顶。
8月1日，清军抵达萨里克河对岸，前锋为火器营。
清军作战兵力有满八旗正规军5万，内蒙各旗主王公助攻的盟军17000人，总数接近7万人。
噶尔丹的兵力是2万人，这还要算上所有的后勤，给养，辎重，家属等等后勤人员，双方兵力对比为1:3.
中午时分，清军完成战术展开，福全指挥中军正面突击驼城，常宁指挥右翼，国舅佟国纲，佟国维指挥左翼通过沼泽地向上仰攻乌兰布通准噶尔的营帐。
会战从辰时开始，清军火器营装备的是南怀仁监造的铁心火炮和字母炮，清军用火炮轰击驼城。
同时右翼涉过沼泽直攻准军在半山腰的营寨。
清军中路炮火猛烈，但是由于驼城一部分隐蔽在茂林中，轰击效果有限，林中准军火枪手不断狙击清军骑兵，因而清军损失很大。
常宁指挥的右路军冲击了三次，都陷在泥泞中不能自拔，结果很多清军成为准噶尔狙击手的活靶子。
此役，准军用的是沙俄援助的燧发枪，而清军用的还是老式的火绳枪，根本就不在一个档次上。
从辰时打到掌灯，正面没有丝毫进展，右路军原路返回，最后只能寄希望于左翼的佟氏兄弟。
一等公，镶黄旗都统，领侍卫内大臣-佟国纲，身先士卒带领骑兵涉水冲锋，结果被准军狙击手识别出其身份尔对其一枪毙命。
佟国纲是战死沙场的最高级别的将领，时年50岁.
后来的雍正皇帝对他的评价很有意思：“不特不感圣祖高厚之恩，而且时怀怨望。后往乌兰布通出兵时，圣祖知其剪劣，不可大任，一切紧要事物，俱不令干预，但令管辖火器营，伊心生怨怼。及临阵时，伊独穿出色甲胄，单骑驰出鹿角之外，以致中枪身死。盖其平日蓄志忿戾，故特有意轻生，以辱国体。然圣祖念其既已阵亡，仍优加恤典”。
这个评价也是因为佟国纲之弟佟国维及其子鄂伦岱在九子夺嫡时支持八王允禩所致。
佟国纲阵亡后，其部下正白旗副都统色格印听到炮声即坠马。
他的理由是“中暑了”。
他的家丁气的怒骂他：“身为二品大臣，如此临阵退缩，归去何颜见人耶？”重新扶他上马，但色格印再次下马，卧于草内，等到回营，仍战栗不已，身穿甲胄，蒙被达旦。
其他高级将领，索额图，明珠等各选勇士数百人护卫身边，导致当天参战清军人数大为减少。
佟国纲中枪后，左翼军并未停止战斗，其麾下将领，前锋参将格斯泰挥舞战刀，“直入贼营，左右冲击，出而复入者再”，多次杀入敌阵，并摸清了驼营的布局，这成了决定战斗胜负的关键。
这位格斯泰骑乘康熙皇帝钦赐的白鼻战马，有人说此战马不详，格斯泰答曰：“效命疆场，吾夙愿也，何忌？”福全战后向康熙禀报：“方战时，亲见一将乘白鼻马三入敌阵，众皆识为格斯泰也。”
当天傍晚，格斯泰领军追至河岸时，陷于沼泽，“贼靡集，格斯泰力战，与迈图等皆殁于阵。”
在格斯泰的侦查下，清军炮火有了准确目标，自未时轰击到日落，终于将驼城轰为两段。
福全趁势正面进攻，佟国维也率军迂回到敌后，在清军的前后夹击下，准军难以支撑，遂以暗夜为掩护，退向山顶，在隐蔽处放冷枪。
福全见天色已晚，且噶尔丹已被包围，下令停止进攻。
第一天战事，清军损失惨重，但准军损失也不轻，驼阵被打破，防线完全龟缩到山顶，回旋余地很小。
8月2日，福全重整队伍，以大炮轰击为先导，清军轮番向山上冲击，准军顽强地扛住了这次进攻。
福全下令清军暂停进攻，开始休整。
噶尔丹抓住这个机会，派大喇嘛济隆率徒弟70余人下山向福全请和。
济隆向福全解释：博硕克图汗噶尔丹轻信伊拉古克三及商南多尔济之言，深入边内，部下无知，抢掠人畜，皆大非理，圣上乃一统宇宙之主，博硕克图汗不过小部头目，何敢妄行。但索其仇土谢图汗及哲布尊丹巴致有此误，彼今亦无索土谢图汗之意。请赐水草之地，静候圣旨。
济隆把噶尔丹洗的干干净净，不过福全接下来干了一件他一辈子也说不明白的事：他竟然同意了济隆的请求。
在福全同意停战的当天，噶尔丹便迅速整军下山。
