9月初，叛军千余人在巴林王府一带集结，企图进袭大扳（今内蒙巴林右旗）。土城子（林西南六十公里）一带亦时有叛军出没。热河会办陈光远令文管带率所部前往迎击大板之敌，并命驻乌丹城（今内蒙翁牛特旗）之骑兵营李管带所部及步队一营分扎巴林桥、土城子等处，以为前方之援应。当时，奎文团步马炮一千五百余人防守五十家子（今内蒙新林镇东北二十五公里），白塔子（今内蒙新林镇东北四十五公里）等处。9月10日晨，热河剿匪司令米振标又派毅军统领常德盛等率骑兵两营、李管带率步兵一营（携炮两门），从什巴尔台驰援五十家子等地，并将调往经棚之骑兵部队调同，作为预备队。是日，常德盛率领骑兵占领了乌泥江左岭，步兵营占领了珠尔沁庙，叛军退向五十家子。11日，常德盛率队攻占了五十家子东十里之太白庙后，乘胜追击，在石门沟（距太白庙十余里）突遭叛军两千人同攻，部队遭到很大伤亡。常指挥骑兵奋力冲杀，始将敌击退。随后，退守珠力尔沁庙。
9月14日上午9时，坝后叛军分四路进窥林西。另一支叛军由巴林桥南渡舍力摩河（即西拉木伦河），窜入乌丹附近，劫夺军需，骚扰后路。接着，什巴尔台、汤上（今内蒙热水汤），刘家营子、大桥上、珠尔沁庙的守军均遭到叛军的围攻。当时，“多伦吃紧，经棚空防，林西方向岌岌可危”，乌丹、赤峰，围场皆受威胁。护理热河都统舒和均急派参谋兼第二团团长杨裕三率所部三连（携机枪二挺），于9月16日开赴赤峰、围场，以加强后路之防守；并要求北京政府速派重兵援剿，并催促新任热河都统，毅军军统姜桂题迅速到任，“专固热河，徐图援多”。
9月17日，米振标部将围攻林西之叛军击退。18日拂晓，叛军又分十余股向林西猛扑。米振标令部队抢占山险，分头抵抗，经两昼夜激战，给敌以重大杀伤，再次将敌击退。米振标恐叛军绝其坝外守军退路，遂将坝外部队撤回林西。
在叛军围攻林西的同时，另股叛军趁经棚驻军回防多伦、米部尚未接防之隙，侵占了经棚，并攻占了五十家子等地。于是，林西形势更加危急。
四、击退窜犯内蒙的叛军
自1913年9月以来，叛军集中主力，围困林西，猛攻多伦。北京政府也不断增调援军，力图摆脱被动局面。当时，在多伦方向，先后集中有淮军和于有富混成旅、陈文运骑兵第一旅和练军等部队共约七八千人；在林西方向，计有毅军步队九大营，骑兵和炮队各一营，新收土匪马队四大营，另有热河混成旅奎文团等，共约万余人，分别驻于什巴尔台、刘家营子、林西、汤上等地。为了粉碎叛军对多伦、林西的重点进攻，北京政府参谋部、陆军部于9月底10月初又令河南第八师师长王汝贤率第十六混成旅及归其节制的七十九混成团，经张家口赴援多伦；奉军骑兵第二旅旅长兼洮辽镇守使吴俊升率所部及逃防队步马六营径赴林西。为了保障翼侧的安全，参陆两部还电吉林护军使孟恩远从吉林抽调三千人，协同吴俊升留下的巡防队马步九营，加强洮辽方向的防御，并令归绥方向之驻军积极配合作战。
（一）林西解围和收复经棚、大王庙
1913年10月初，叛军围攻林西日急。10月1日，常德盛所部在北大营子（今内蒙林西东北十公里）与叛军激战竟日。2日，叛军千余人三面围攻刘家营子，毅军以步骑炮五六营之众全力抵抗，将敌击退。林西三面被围，毅军坚守孤城，“兵力已疲，子弹将尽，危险万状”。
10月12日，吴俊升旅团长石得山率骑兵第四团由辽源经开鲁、乌丹驰援林西。姜桂题亦督师出关，于17日抵朝阳。姜以巡防队五个营留驻朝阳，亲率五个营赴赤峰，另以五个营驰援林西。10月21日，驻守刘家营子的毅军向叛军反击获胜。22日，米振标令毅军步队和石得山骑兵团进攻珠尔沁庙，中途与敌军接仗，连战皆捷。叛军焚巴林王府西遁，林西之围遂解。姜桂题令米振标采取稳步前进的方针，先迅速肃清林西周围百余里内之残敌，解除后顾之忧，再规复经棚。
10月29日凌晨4时，石得山团与毅军会攻经棚。经棚驻有叛军三千余人，环城修筑了围墙、堡垒，工事比较坚固。石团从左翼进攻，连夺外围哨卡十四处，并于经棚后山击毙叛军统领三吉迷吐、五喇嘛等大量官兵，攻入经棚街东关帝庙。上午11时，毅军从中路攻入，两军联合奋战，于下午5时收复经棚。叛军向西逃窜。
吴俊升与帮统陈锡武，骑兵三团团长诺门巴图率队经黄花庙（今内蒙巴林右旗东五十公里）、大板等地，粉碎了叛军的阻击，于11月9日驰抵林西。11日，吴俊升率军赴经棚，与米振标研究具体作战计划，决定分三路实施进攻：左路以诺门巴图、石得山率骑兵三，四两团，经毛盖他拉、白土井子向大王庙进攻，右路以奉军巡防队帮统陈锡武、毅军营务处张殿如各水所部，经太子府等处向大王庙进攻，中路由吴俊升、米振标统率，取道水头前进。
11月18日，吴俊升，米振标率奉，毅两军进抵水头，侦知叛军二千余人在驼罗庙，沙坑一带据险设卡，准备顽抗。吴俊升、米振标当即令诺门巴图，石得山率骑兵三，四两团由左路迂回沙坑东、南两面，陈锡武，张殿如等各率所部由右路驰赴驼罗庙北面，切断叛军后路，吴俊升，米振标率本部从正面进攻。当中路行至沙坑附近时，忽然尘沙四起，蔽不见人，叛军又突然以密集火力射击。吴、米指挥部队发起猛攻，叛军后退。中路军乘胜前进，接近沙坑时，叛军援军亦已赶到。这时，诺门巴图、石得山所部已迂回到沙坑西面，占领了南山阵地。但叛军仍拚死顽抗。吴，米激励士兵，指挥步骑炮各营密切协同，分割包围叛军，迫使其退守后山。下午5时左右，陈锡武、张殿如所部从北面迂回袭击叛军后路。在左中右三路奋力夹击下，叛军由沙坑，驼罗庙退向大王庙。
攻克沙坑、驼罗庙后，吴俊升和米振标率部于当晚12时分三路向大王庙进攻。大王庙“前临鱼泽，后枕崇山，附近百余里中，沙深没膝，随高下俱成坑堑”，先有大股叛军盘踞，又有驼罗庙等处残军麇集，共约三千人。叛军在南面沙堤中层层设卡，东据莽牛泡子沿岸高山，扼险防守。吴俊升和米振标将中路步炮各队分成两路，攻击敌东、西两侧，另以一部兵力居中直进，连破敌卡六处，复仰攻山上之敌，诺门巴图、石得山率左路部队从左翼猛攻西南沙梁一带之敌。叛军乘西北风正猛，纵火烧草，企图阻止中路军的进攻。吴俊升和米振标亲率部队冒火冲锋。叛军退守庙前断墙破堡，继续顽抗。中路军集中炮火连续轰击，庙宇中弹起火。叛军无法存身，败退后山。与此同时，南北两股叛军亦被左右两路军击退。奉、毅两军乘势分三路追击，毙敌五六百名，俘敌三十余名，夺获大批军用物资。至下午4时，攻克大王庙。
战后，米振标率部回防林西，吴俊升率部返回经棚。盘踞黄瓜梁之叛军得知大王庙失守，遂“闻风远”。不久，政府军将巴林王府，什巴尔台、五十家子、经棚、驼罗庙，大王庙等处的残余叛军先后剿平。
（二）昭苏乃木城和奎苏之战
在奉、毅两军反攻经棚、大王庙时，多伦方向的政府军亦展开了反攻作战。
第八师师长王汝贤所率之第十六混成旅及二十师第七十九混成团，自10月初受命北上后，因赶制皮袄皮裤，迟至30日才全部到达多伦。王汝贤与多伦镇守使王怀庆等研究了对昭苏乃木城（多伦西北三十公里），奎苏、黑风庙（多伦北三十公里）之敌的进攻方略。其部署是：以淮军步马炮各营二千七百余人为一纵队，由李际春指挥，以第八师步兵四营和山炮、陆炮、机关枪各一连共二千五百余人为一纵队，由第十六混成旅旅长何锋钰指挥，以陈文运骑兵第一旅八百余人为总预备队；为了保障多伦；之安全和后方粮道之畅通，以第八师步兵三营、炮兵两连、机关枪一连、马队两连及淮军新兵五百名、骑兵二百名防守多伦，另以第八师步兵两营，分驻后方要道闪电河（今河北沽源东北十公里）与大梁底（多伦西南六十公里），淮军马队三营往来巡逻，负责联络。李，何两纵队及陈旅于11月2日同时出发，依次向昭苏乃木城、奎苏、黑风庙发起进攻。
11月3日，何锋钰、李际春两纵队自带柴水，履冰踏雪，合力进攻昭苏乃木城，击毙叛军指挥官那木斯赖巴图鲁及其所率官兵数百名。叛军二千余人退守奎苏。11月6日晨，何锋钰纵队由乌苏台沟（多伦西北四十公里）出发，向奎苏及札克苏台（多伦西北五十公里）方向进攻。11时，在奎苏南端与敌接触。叛军集中札克苏台，黑风庙的驻军以及从经棚、昭苏乃木城撤退的部队共七千余人，防守奎苏。奎苏三面环山，地势十分险要。何锋钰率步兵三十二团附陆炮、山炮各一连为主攻部队，以步兵两营、机关枪一连为预备队，进攻中央山顶阵地，李际春率淮军步兵支队附山炮队进攻右翼山顶，团长张建功率第七十九团附山炮队进攻左翼山顶，陈文运率骑兵旅负责后方掩护，防敌迂回，高青云率骑兵百余人，迂回叛军之右翼。进攻开始后，叛军以猛烈火力进行拦阻。政府军以炮火进行压制，掩护各营团进攻。至下午5时，叛军不支，纷纷向西北方向逃窜。此次战斗，共毙伤叛军官兵二千余名，俘虏百余名，毙敌马六七百匹，夺获敌马九十余匹、牛车二百余辆。
正当奎苏前线激战之际，叛军二千余人突然袭击政府军的后方。骑兵第一旅苑尚品、郑后彦两团协同何锋钰所派预备队步兵一营，奋勇迎战，将敌击溃。
奎苏之战后，叛军大将军忙乃巴图率残部向蓝旗一带窜逸，乌拉玛等率残部退回黑风庙。11月15日，王汝贤，王怀庆命第八师步兵团长朱文藻率步兵两营、炮兵和机关枪各一连，推军骑兵统带甄文龄率骑兵六百名、山炮一队，于21日出发，进攻黑风庙。届时，黑风庙叛军闻风向西北逃窜。王汝贤立即将步炮改作后梯队，交朱文藻带领，将多伦所有骑兵统一编为前梯队，由甄文龄率领，星夜追击，截住敌辎重队，夺获牛马羊三百余头、枪支弹药一部。至此，昭苏乃木、奎苏之战遂告结束，多伦附近的叛军全部被肃清。
叛军为了策应经棚、多伦方向的作战，曾向内蒙中、西部的托罗盖、石拉干（大余太北十五公里）、大佘太等地发起进攻，在百灵庙一带再次发生了激战。结果，均被当地守军击退。从此，内蒙各地的政府军改变了被动不利的态势，由防御转入了进攻。1913年底，外蒙叛军陆续向库伦败退，沙俄妄图控制整个蒙古地区的图谋，遭到了可耻的失败。