黑沙土庙之战获胜后，朱泮藻部用一天时间进行了进攻百灵庙的战前准备。7月10日晨，各部由后厂汗轻装出发，10时抵达百灵庙南面一带高地，并立即发起攻击。此时，百灵庙已集聚叛军五千余人，并筑有防御工事。战至下午1时，朱部攻击未能奏效，而部队已甚疲劳，又值天雨，无法露宿。朱泮藻电请暂返后厂汗，“候令行止”。张绍曾接电后，除令朱泮藻部继续进攻外，又令乌兰花（今内蒙四子王旗）一带部队向西北相机剿堵。朱泮藻接电，立即率队冒敌猛烈炮火奋勇直前，终于突破了敌人的阵地。下午4时许，叛军从百灵庙溃走。此次战斗，共毙敌四百余名，缴获大量弹药和军用物资，给叛军以沉重打击。
（三）西苏尼特和涝江争夺战
1913年5月间，察哈尔军队在滂江，西苏尼特（今内蒙温都尔庙）作战失利。察哈尔都统，陆军第一师师长何宗莲派支队司令李奎元率步骑兵各两营，炮兵，机关枪兵各一连，开赴前线，加强防御。李奎元探知西苏尼特王府有叛军数百名，于5月16日下午率军往剿。17日，进至西苏尼特王府以南，与叛军遭遇，毙敌数十人。李奎元又派骑兵从侧翼抄袭叛军后路，自带各营连从正面进攻。当进至距敌三百米处，忽然狂风大作，尘沙迷目，进攻受挫。李奎元和骑兵团一营营长均受重伤，军心因之动摇，“全军哗溃”。战后，何宗莲命什巴台（今河北张北东十公里）独立骑兵团曹团长暂代支队司令，率步兵三营，骑兵一营又四个连，于镶黄旗、大马群山（今河北张家口东北），马王庙（今内蒙化德西南二十公里）、太仆寺、察罕霍罗（今内蒙化德东南三十五公里）一线进行防御。5月22日，驻守陶林以北的绥远东路司令陈希义派刘虎臣团往攻西苏尼特，中途与敌遭遇，因弹粮不济，又退回四道沟（今内蒙四子王旗东七十五公里）防御。张绍曾为了防上该敌与西路叛军会合，便调中路之孟效曾旅进攻西苏尼特、滂江等地。参谋部、陆军部增调二十师混成团赶赴阳高，加强后方防御；6月间，又任命卢永祥为察防前敌总司令，率混成第五旅出张家口，负责剿办事宜。此时，东、西苏尼特王公均已降附库伦叛国集团，盘踞在西苏尼特王府一带的库伦叛军已增至二千众人，另在蚀黄旗驻有叛军千余人，彼此互相策应，气焰甚为嚣张。随后，正白旗、镶白旗王公亦相继降附，形势十分严重。6月17日，孟效曾率部由陶林出发，进攻西苏尼特王府，同时要求驻马王庙之卢永祥部进攻孤山庙之敌，以为声援。6月23日，孟效曾旅攻克西苏尼特王府，继克滂江。但由于卢永祥部配合不力，致使孟旅孤军深入，陷于困境。
滂江，西苏尼特王府距陶林兵站四五百里，驻孤山之敌多次截击孟旅之运输车队，使该旅的供应异常困难。7月初，陶林兵站再次向孟军运送粮弹，中途又遭叛军截击，被迫退回陶林。孟旅因后路断绝，“马匹已倒毙三分之一，人多病，粮已告罄，子弹因连次受敌夜袭，所余无几”。张绍曾一面令东路派兵护送粮弹，一面令孟旅打通粮道。陆军部也急电卢永祥迅速派兵赴援，并令孟效曾“相机进止，如不能久待，即移扎就粮，免生溃变”。卢部为敌所阻，一时不能往援，孟旅被迫于7月中旬撤至乌兰花北面的四子王府一带。于是，滂江、西苏尼特王府得而复失。
9月间，卢永祥部在古鲁巴诺尔（镶黄旗东北三十二公里）与叛军交战，又遭失败，官兵伤亡较多，遂由马王庙退守托罗盖（今河北公会）。镶黄旗、马王庙，大马群均为叛军占领。袁世凯将卢永祥“褫去中将（衔），责令戴罪立功”。时奎苏（今多伦西北约六十公里）方向之叛军鉴于多伦守军兵力较强，便往西南方向窜犯。张家口“附近要塞，已无得力兵队防守，危险情形日甚一日”。直至10月间，高在田骑兵团冒雪力战，将新苏木庙（今多伦西北约三十公里）之敌剿平后，才制止了叛军的进攻，使内蒙中部的形势稍有好转。
三、内蒙东南部的作战
内蒙东南部之林西、经棚（今内蒙克什克腾旗）、多伦一线，是库伦叛军进攻的重点。1913年4、5月间，在游格吉庙（今蒙古额尔德尼察干附近）、达里岗屋（今蒙古达里甘嘎地区）之叛军数千人，经贝子庙（今内蒙阿巴哈纳尔旗）等处南下，窜至大王庙（今内蒙克什克腾旗西六十公里）、什巴尔台、米思庙（两地在内蒙林西北约五六十公里）、浩勒图庙（今内蒙西乌珠穆沁旗南三十公里），黄瓜梁（今内蒙克什克腾旗北三十公里）等地。政府军迎战连连失利，林西、经棚、多伦前线形势紧张。为了制止叛军的进攻，北京政府先后从各地调集大批援军。5月上旬，于有富混成旅、陈文运骑兵旅从张家口赴援多伦。察哈尔副都统兼多伦镇守使傅良佐令陈旅骑二团留守多伦，骑一团赴援经棚，于有富旅驻守大王庙。此时，热河剿匪总司令、毅军统领米振标率所部一千四百余人及热河北路巡防马队两营，步兵一团，亦已进抵林西附近之刘家营子及什巴尔台一带。双方随即展开了激烈的战斗。
（一）收复他他庙，浩勒图庙
1913年6月初，米振标、傅良佐商定了反击作战的计划：米振标从什巴尔台向他他庙，乌泊罗河（两地均在什巴尔台西）进攻，为了防敌南窜，令淮军统领乔建才率骑兵五百人从经棚向北堵截，傅良佐率部专攻黄瓜梁之敌。
6月14日，傅良佐率骑兵一团攻占黄瓜梁，不久又退防经棚。与此同时，米振标与热河北路巡防队统领张玉春、第一团团长奎文率马步炮兵三千余人，于6月26日攻占他他庙后，继续向喇嘛罕庙、浩勒图庙一带进剿。喇嘛罕庙有叛军一千五百人防守，共分三股：一股在山前正面，一股占据右翼山顶，一股在左翼。6月27日，米振标留步兵一营保护辎重，亲率步马炮兵猛攻正面之敌，迅速攻占了山头，遂用炮火轰击敌之左翼，同时派骑兵一队从右翼迂回敌后。经九小时激战，连占山头十余处，毙俘敌四十余人。叛军退向王子庙。28日，米部再克王子庙，击溃叛军二千余人。因该庙无险可守，于30日撤回米思庙。7月2日拂晓，叛军四千余人突至，分三路向米部进攻，所有险要之处均被占领。米振标立即指挥部队反击。叛军依山据险，拚死抵抗。下午1时，米部步队与叛军展开白刃格斗，骑兵从旁包抄，间用火炮轰击，连夺山险十余处，击毙叛军头目四名、士兵二百余名。叛军不支，向东北浩勒图庙败退。米部以炮火实施火力追击，又毙敌数十人。之后，米振标鉴于敌众己寡，决定回防什巴尔台。乔建才亦率部返回经棚。
（二）克里更、大王庙失守，多伦告急
7月10日，叛军进至大王庙外围据点克里更。该地驻有于有富混成旅沈广聚团所属三百一十余人。11日晨，叛军二千人发起猛攻。经一日激战，未分胜负。次日，沈广聚率骑兵两连，步兵一营增援，抵达克里更后，立即抢占山头，与敌展开激战，将敌击退。沈乘胜率部追击，结果误入敌围，伤亡甚众。后被迫突围，退守大王庙，叛军乘势侵占克里更。
7月13日上午，匪首苏木亚公爷等率叛军进攻大王庙，守军于有富混成旅张凤鸣团步队怯战，一触即溃，牵动全军，大王庙遂即失守。于旅伤亡四百余人，损失步枪四百余支、火炮一门，机关枪二挺、子弹十余万发，余部退到经棚休整。
8月2日，盘踞于大王庙之叛军三四千人，分窜五花城，罗陀庙，蓝旗（今内蒙那日图）等地，准备向多伦进攻。
大王庙失守不久，王怀庆接替傅良佐为多伦镇守使。8月25日，王怀庆侦知叛军千余人在蓝旗等处集结，遂以淮军和练军步骑炮各队千余人编为混成支队，由淮军纵队司令李际春指挥，陈文运骑兵第一旅一团（携机关枪四挺）为另一支队，由陈文运指挥，于27日出发，分路进攻蓝旗。
8月底9月初，李、陈两支队先后在力不胡图格，哈噶蹋拉、奎苏等地与叛军激战，共毙伤敌千余人，马百余匹。叛军虽然受到重创，但仍愈聚愈多。此时，多伦城防空虚，恐为敌所乘，李际春、陈文运遂率部返回多伦。为了加强多伦的防御，陈文运、李际春等要求将驻防经棚的淮军撤回多伦，经栩则由毅军接防，并请卢永祥、米振标派部队向蓝旗、白旗、大王庙、克里更进攻，使敌首尾不能相颐，以减轻叛军对多伦的压力。9月12日开始，叛军分四路昼夜不停地向多伦进攻。王怀庆等率部固守，以待援兵。
（三）林西被围，经棚失陷
在多伦前线激战的同时，林西方面的战斗也日趋紧张。