又任弘文院大学士，充《世祖实录》总纂修。康熙九年（1670年），改中和殿大学士，兼礼部尚书。三藩之乱发生后，摄理户部，筹办饷运。康熙十四年（1675年）授副将军，同抚远大将军鄂札往讨察哈尔蒙古布尔尼叛军，为副将军，四月二十日与察哈尔交战。师还叙动，晋一等男。康熙十五年（1676年），拜抚远大将军，平陕西王辅臣之乱，“任西征事，节制洞鄂以下诸军”，晋三等公。康熙二十年（1681年），以疾乞还。康熙二十年十二月卒，谥“文襄”，赠少保兼太子太傅。雍正初年，追赠一等忠达公，配享太庙。图海葬在北京图海家族墓，