第二次金川之戰爆發于乾隆四十年（1775年）。
背景
乾隆二十三年（1758年），大金川與革布什咱因結親而構釁。乾隆帝本意不願對金川輕起兵端，以致重蹈覆轍。然而，乾隆帝亦不願大金川坐大，吞噬鄰邦。諸多土司聯兵攻打大金川，正是乾隆帝求之不得之事。所以，此時乾隆帝的「以番治番」政策並非僅圖安穩局勢，或培植某一忠於清廷的強部（如大金川）來震懾眾土司，而是希望憑藉邊臣的干預，「扶弱凌強」，以達到互相鉗制的均勢。乾隆二十五年（1760年），大金川土司莎羅奔病故，其侄郎卡為承襲土司職曾討好清廷，然而郎卡剛承襲土司之職，就立刻出兵攻掠黨壩。各土司立即集兵協助抗拒。 乾隆帝因勢利導，指示四川總督開泰聽從各土司協力剿除金川。乾隆二十八年（1763年），正當綽斯甲布、梭磨、松崗、卓克基、丹壩、巴旺、革布什咱、沃日、瓦寺九土司合攻大金川之時，開泰卻多次接見郎卡所遣之人，常加慰撫。這勢必引起九土司的疑慮。乾隆帝因而革去開泰總督之職，以阿爾泰代之，表明清政府支援九土司的立場。
交戰過程
乾隆三十年（1765年）十二月，大金川攻破黨壩的額碉，佔領巴旺的卡卡角，其他土司聞風喪膽，裹足不前。因為清政府的干涉，乾隆三十一年（1766年） 九月，郎卡表示願意退還所佔各土司土地，但以清政府發給土司印信為交換條件，阿爾泰應允。乾隆三十二年（1767年），乾隆帝又得知郎卡將女兒嫁給小金川土司澤旺之子僧格桑，立即意識到「此又一伏釁端」，並諭示阿爾泰「當留心，不可隱諱。」金川地區局勢的發展，不出乾隆皇帝所料。乾隆三十五年（1770年）四月，小金川僧格桑借口鄂克什土司（即沃日土司）信用喇嘛，咒詛澤旺、僧格桑父子，以致澤旺病倒，而發兵攻佔鄂克什的三個寨子。鄂克什遂向四川總督求援， 阿爾泰委派屬員調解不成，又與提督董天弼親往彈壓，僧格桑被迫撤兵，但拒不退還所佔土地。其時，小金川土司澤旺已年老昏饋，不理政務，退居底木達官寨。小金川事務則由其子土舍僧格桑掌管印信，居住在美諾官寨。小金川此前因娶大金川土司郎卡之女為妻，故小金川與鄂克什發生糾紛時，大金川也從旁聲援小金川土司。因乾隆帝出面干涉，僧格桑懾于官府大兵，叩頭謝罪，表示願意退還所佔鄂克什的土地及人口。
乾隆三十五年（1770年）四月，大金川土司郎卡病故，土司職由其子索諾木承襲。乾隆三十六年（1771年）索諾木擊殺革布什扎土司，小金川土司僧格桑趁機攻打鄂克什和明正土司。乾隆帝命大學士溫福為定邊將軍，與豐升額副將軍率軍前往征討。十二月，清軍兵分兩路進攻小金川（一路從汶川出發，另一路從打箭爐出發），最初，清軍進展順利，溫福軍由西路，進攻巴郎拉、達木和巴宗。另一主將桂林在南路失利，南路副將薛琮，恃勇輕進，在黑龍溝被包圍，薛琮向桂林處求救，桂林竟逗留不進，導致薛琮全軍陷沒。桂林遭到免職，由阿桂接掌南路，十一月，阿桂夜渡激流，清軍很快攻克美都喇嘛寺。僧格桑留老父澤旺于病床，攜妻妾數人退入大金川，尋求索諾木的協助。
清軍攻破小金川后，乾隆帝諭令溫福等兵分三路進攻大金川，並派福康安為領隊大臣前往四川軍營。溫福一路，命副都統舒常為參贊大臣，由功噶爾拉進逼喀爾薩爾，直搗索諾木所居的大金川心腹之地噶拉依；阿桂一路，命都統海蘭察為參贊大臣，自僧格宗、納圍、納扎木至當噶爾拉，攻取噶拉依；豐升額一路，命漢員、西安提督哈國興為參贊大臣，由章谷、吉地前赴綽斯甲布，會同現在該處的舒常進兵俄坡，攻取喇嘛莎羅奔等所居的勒烏圍官寨。另由侍郎劉秉恬駐美諾，督理糧運，處置降番。但是，三路清軍均未能突破大金川負險構築的防線。副將軍阿桂一路佯攻當噶爾拉山，雖連得番兵碉卡，但當噶爾拉山為大金川緊要門戶之一，裝置嚴密，且此山樑連綿20餘里，兵力不敷分佈，也未能連營而下。大金川在綿亙20餘里的山樑上建有戰碉14座，且相互聯絡、應援，碉外築有石墻圍繞，墻外有木柵，木柵外掘有深壕，壕中松簽密佈，層層佈防，使清軍難以推進。
乾隆三十八年（1773年）夏，阿桂與溫福、豐升額會師於美諾官寨（今四川阿壩州小金縣）后開始進攻索諾木。清軍於二月十日移師木果木，計劃從昔嶺進逼噶拉依。而木果木東北連小金川，越山直接金川之勒烏溝，路通勒烏圍，金川番兵常潛出溫福木果木軍營後路騷擾，早就引起乾隆帝的憂慮。此前，小金川頭人七圖甲噶爾思甲布投誠到溫福營中，見底木達一帶董天弼兵力單薄，可以截斷溫福後路，遂暗中約定僧格桑，分頭帶兵抄襲。適逢溫福將後路防兵調離，情勢對清軍十分不利。六月初一日夜，金川兵潛至底木達，在內接應的小金川降番打開營門領兵涌進。董天弼聞訊趕赴底木達官寨，被番兵所擊殺。隨後，番兵又搶佔了大板昭一帶的卡座、營盤，攻下清軍設在喇嘛寺的糧臺，奪取布朗郭宗等處營卡。溫福聞訊后，急命官兵前往喇嘛寺、底木達一帶保護糧臺，肅清後路。阿桂也派兵星赴美諾、明郭宗，相機夾擊。然而，為時已晚，溫福的後路已被大、小金川番兵切斷。九日，大、小金川番兵攻破木果木大營東北木柵。正在運糧等民夫3000人聞訊后，逃奔軍營。溫福閉門不納，以致自相踐踏，連夜潰出，奔赴劉秉恬所駐登春站所。綠營兵也隨之潰散，金川兵搶佔了清軍炮臺。十日，番兵攻佔木果木軍營後面木柵，溫福率軍抵抗，左胸中槍身亡。海蘭察見大勢己去，率部突圍，夜半至功噶爾拉軍營。十二日， 與劉秉恬部相繼撤至美諾。木果木之敗，清軍損失慘重。溫福所率2萬餘名，陷沒約4000人。陣亡清軍將領除溫福外，還有副都統巴朗等2人，提督董天弼等3人，以及總兵、御前侍衛、副將、參領、知府、知州、知縣、主事、同知、典史、都司、守備、參將等文武官員100餘人，損失米17000餘石，白銀5600餘兩，火藥7萬餘斤，戰馬208匹，並軍火各項約合白銀30餘萬兩。
前線清軍失敗后，當時正在熱河的乾隆帝聞報后，決定以阿桂為定西將軍，加派健銳營﹑火器營兵2000﹑黑龍江及吉林兵2000入川增援。十月，阿桂率清軍收復小金川。乾隆三十九年（1774年），清軍兵分三路向大金川進攻。大金川多處筑壘設隘，阿桂大小數百戰，擊破堡壘無數。乾隆四十年（1775年）七月，清軍進抵勒烏圍，又攻上博瓦山，海蘭察再率死士600人攻破那穆山，此時勒爾圍無險可守，索諾木毒殺僧格桑，獻尸請降，阿桂不準。八月十五日夜，清軍發動總攻勢，激戰至次日黎明，攻破大金川勒烏圍官寨。索諾木退守堡寨噶爾崖。清軍於十二月合圍噶拉衣，切斷其水源，以大量火炮日夜轟擊。乾隆四十一年（1776年）正月初，索諾木之母出降。二月，城中食盡，索諾木偕其家屬及部隊2000餘人出降，第二次金川之戰結束。清軍第二次出兵大、小金川，歷時5年，耗費白銀7000萬兩，官兵死傷數以萬計。戰爭結束后，清廷在大、小金川設立懋功、章谷、撫邊、綏靖、崇化等5屯，駐軍屯墾，以防再次發生類似事件。
戰後
大金川土司和小金川土司在戰後均被清廷下令改土歸流，大金川土司被改為阿爾古直隸廳，小金川土司改為美諾直隸廳。
大小金川的俘虜二百五十餘人連同僧格桑的屍體一起被送往京師。在乾隆帝親自訊問索諾木等人後，12人被下令凌遲處死，他們是：索諾木、莎羅奔岡達克、索諾木朋楚克、甲爾瓦訛雜爾兄弟四人，索諾木的姑姑阿青；山塔爾薩木坦、丹巴沃咱爾、雍中旺嘉勒、七圖甲噶爾思甲布、阿木魯沃斯甲5名大頭人；以及都甲喇嘛雍中澤旺、堪布喇嘛色納木甲木燦2名喇嘛。斯丹巴、七圖阿申、阿咱納等19人被斬首，班第喇嘛被髮往江寧喇嘛寺安插；其餘人或被永遠監禁，或被髮往新疆伊犁等地為奴，不得返回金川。乾隆帝下令將被處決的金川首領以及僧格桑的屍骨製作成藏傳佛教的人骨法器。其中僧格桑、雍中澤旺的頭骨做成嘎巴拉碗；索諾木朋楚克、甲爾瓦訛雜爾的腿骨被製成剛洞；莎羅奔岡達克、索諾木的頭骨做成嘎巴拉鼓（顱骨手鼓）、腿骨被製成剛洞。雍中澤旺的頭骨做成嘎巴拉碗現藏於臺北國立故宮博物院，僧格桑頭骨做成嘎巴拉碗現藏於國立故宮博物院南部院區。