军队到达乌兰布通佈阵。八月一日两军在乌兰布通交战。噶尔丹将万余骆驼缚蹄卧地，背负木箱，蒙以湿毡，环列为营，名为“驼城”。士兵依托箱垛，发射弓矢。清国舅、都统佟国纲率左翼兵，绕过湖泊，沿河冲锋，身先士卒，冲击驼城，被准噶尔军以俄国滑膛枪击中阵亡。其弟佟国维由山腰冲入，炮击驼城，驼惊，准军大败。噶尔丹兵奔往山顶大营，当夜逃遁，同时派人议和。福全中计，令各路领兵大臣“暂止追击”。噶尔丹仅率数千人得以逃回科布多。据传教士张诚的记载，双方当日以大炮火枪互轰开始，激战竟日，以双方士卒肉搏为止。