三方最终签订了《恰克图协定》，承认外蒙古的完全自治，中国拥有外蒙古的宗主权。随后，1915年6月9日，外蒙古取消了独立，在中国的宗主权之下实行自治。实行自治之后，外蒙古的内阁总理一职改由五部衙门长之一兼充，那木囊苏伦的职务改为陆军衙门长兼充内阁总理。中华民国政府则任命他为齐齐尔里克盟盟长。任职期间，1916年7月25日下午，那木囊苏伦向中华民国首任都护使充库伦办事大员陈箓辞行，请假两个月回本旗，其内阁总理职务暂由外交长、辅国公车林多尔济代行；不久，那木囊苏伦便回任复职。在外蒙古实行自治后，以那木囊苏伦、