来到大草滩（今甘肃境）一带安营扎寨，休养生息以图东山再起。然而常年的戎马征战令他身体每况愈下，在1634年夏林丹汗病卒。
漠南蒙古归顺后金.林丹汗死后，其子额哲率部撤回到鄂尔多斯。在得知林丹汗病故的消息后，皇太极于1635年派多尔衮等人前往鄂尔多斯寻找额哲，并于当年4月找到了他。皇太极将察哈尔置于义州，分设左右翼察哈尔八旗，封林丹汗之子额哲为亲王，并以自己之女许嫁给额哲。1636年3月，漠南蒙古16部49个大小郡主会聚沈阳，承认皇太极为汗。至此漠南蒙古纳入了后金的管辖统治之下。