清军一面追击达瓦齐，一面通知南疆回城各部协助。南疆的维吾尔族纷纷响应清军，摆脱准噶尔统治，达瓦齐的小部队成了众矢之的。六月初八日，乌什城的阿奇木伯克霍吉斯得知达瓦齐将经乌什喀什噶尔，便设宴款待，趁达瓦齐等酒足饭饱之际，一举将他擒获．押往清军大营。不久达瓦齐被解押送往京师。乾隆帝为笼络准噶尔部，安抚人心，赦免达瓦齐并封其为亲王，领率旧属四五十户住在北京。
清军首次袭击伊犁，平定了达瓦齐的割据势力。这次胜利贵在抓住战机，进兵神速，而所需军费仅及康熙、雍正时西征的十分之一二。
清兵再攻伊犁阿睦尔撒纳早有图谋割据的野心。清军铲除达瓦齐割据势力，除去了阿睦尔撒纳的竞争对手，阿睦尔撒纳得意忘形了。乾隆一时没有看清阿睦尔撒纳的野心，以他在平叛军达瓦齐战役中的卓着战功而特地晋封他为双亲王，食亲王双俸。被准噶尔拘为人质的4部首领也被放回天山南路。“于是天山南北二路皆不血刃而定”，西域似乎可以太平无事了。然而一波未平，一波又起。阿睦尔撒纳又发动了叛乱，再次将西北各族人民推进战争的深渊。
尽管清廷对阿睦尔撤纳宠爱有加，但他欲壑难填，达瓦齐割据势力一旦被平定，阿睦尔撒纳隐藏着的攫夺厄鲁特部统治权的野心必然要显示出来，因为在西北他已经消除了敌手。清廷鉴于以经厄鲁特务部之间错综复杂的关系，打算在定定伊犁之后，为彻底削弱准噶尔部的割据势力，采取“众建以分其力”的方针，把厄鲁特4部“封为四汗，俾各管其属”。因为乾隆帝心中明白，厄鲁特各部之间，分则力弱，互不统属，相安无事；合则力强，抗拒朝廷，叛乱迭起。乾隆帝主张恢复厄鲁特各部自立旧制，以阿睦尔撒纳为辉特汗，策凌为杜尔伯特汗，班珠尔为和硕特汗，噶尔藏多尔济为绰罗斯汗，并以喀尔喀蒙古为例设立旗盟制度，以加强厄鲁特务部与朝廷的关系。这种设想是有利于国家统一和民族和睦的，可是却与阿睦尔撒纳“必欲为4部总台吉，专制西域”的狂妄野心恰恰相反。阿睦尔撒纳利令智昏，想要继承达瓦齐的衣钵。当清军大部撤离伊犁之后，阿睦尔撒纳便胆大妄为起来。
一心想成为“四部总台吉”的阿睦尔撒纳，施用一系列阴谋伎俩，想让清廷承认他为厄鲁特4部总汗，清军主力一撤离，阿睦尔撒纳便在伊犁以总汗自居，擅自诛杀掳掠，擅自调兵遣将，“自用浑台吉菊形篆印”，而不穿清朝官服，不用清朝官印，行文各部，“以总汗自处”，四处招兵买马，竭力扩展割据势力，积极准备叛乱。
阿睦尔撒纳的嚣张引起了清廷的警觉，乾隆帝早在下令出兵征讨达瓦齐时，就曾密谕班第等人，要对阿睦尔撒纳“务须留心防范，慎勿任其所行”，又“示以分封四汗之意，以消其妄念”，令科尔沁亲王色布腾巴尔珠尔与之同行，暗中进行监视，色布腾巴尔珠尔等人胆小怯懦，缩手缩脚，并不能奈何阿睦尔撒纳。而班第则以兵少为由不敢向阿睦尔撒纳讨伐，乾隆被迫采取了新的对策。
1755年（乾隆二十年）9月，清廷命阿睦尔撒纳到热河避署山庄入觐，实则是调虎离山之计，防患于未然。同时乾隆密令乌里雅苏台军营加紧备战，派纳木札勒和阿兰泰急速率兵擒拿阿睦尔撒纳、班珠尔等人的家属，促其部属向内地游牧以便于控制。狡诈的阿睦尔撒纳对清廷的用意已经察觉，在赴热河入觐的路上，一再拖延。阿睦尔撒纳从8月10日起程，沿途与明党密谋并不断打探清廷的动向。8月19日，行至乌隆古河，此地离其旧牧区札布堪不远，阿睦尔撤纳“回避众人，密商竟夜”，发觉自己的阴谋已经败露，处境危险，于是“诡言暂治归装”，将副将军印交给同行负责监视他的喀尔喀亲王额琳沁多尔济，然后绕道逃回塔尔巴哈台，公开扯起了反清叛乱的旗帜。
额琳沁多尔济继续前行，次日发觉阿睦尔撒纳潜逃后才发觉事情不妙，深感自己责任重大。于是一边派人报告班第，一边率300清兵追捕，但阿睦尔撒纳早已带着自己的320名亲兵逃之夭夭了。
阿睦尔撒纳叛逃之后，煽动同伙袭击清军，抢劫台站。当时驻在北疆的清军大部分已经撤走，仅有班第、鄂容安所率500清兵驻守在伊犁，处理善后，形势危急。8月24日，这500名清兵遭到阿睦尔撒纳的围攻，班第被迫率百余名清兵从伊犁向崆吉斯撤退。29日，被困在乌兰库图勒，一路转战拚杀，这时清兵仅剩下60余人。因寡不敌众，班第、鄂容安兵败自杀。萨喇尔率兵百人自珠勒都斯撤退，结果全军覆灭，被俘押经伊犁拘禁。西路清军由永常统领尚有精兵5000余驻扎在乌鲁木齐附近，还有反对阿睦尔撒纳叛乱的准噶尔宰桑扎木参等带领的4000余士兵，人数众多。但永常闻变却不敢赴援，“疑其诈，挟宰桑为质，兼程欲走”，9月8日反而退到了巴里坤，甚至想继续后退到哈密。永常自顾自撤退，却置北路清军于不顾，以致“北路无声援，贼益猖獗”，从而使天山南北叛乱四起。
阿睦尔撒纳叛乱初起时，他仅有2000余兵力，围剿了清廷的数百名北路军之后，屯驻在博罗塔拉河，其余各部尚不敢相从。由于清廷西路军的疑惧退却，使叛军气焰嚣张。不久，喀尔喀和托辉特部封建王青滚杂卜也揭起了反清叛乱，并与阿睦尔撒纳相勾结。青滚杂卜曾随班第平定伊犁有功而被清廷授以喀尔喀副将军，封为郡王。由于喀尔喀大活佛的兄弟额琳沁多尔济因放走阿睦尔撒纳的罪名而被清廷“赐死”，引起了一些喀尔喀贵族的疑惧与不安，因而他们相继叛乱并互相勾结。青滚杂卜“自军营和行逃归，遂将伊（按：指青滚杂卜）卡伦、台站兵丁尽行撤回”，使清政府北路台站，从10台到26台，全部瘫痪，联络中断。
乾隆立即下令将永常革职治罪，命策楞为定西将军，达尔达阿为定边左副将军，扎拉丰阿为定边右副将军，哈达哈、玉保为参赞大臣，从巴里坤进军。在热河新封的绰罗斯汗噶尔藏和硕特汗沙克都、辉特汗巴雅尔、杜尔伯特汗车凌，也率所部兵随征。同时乾隆又命成衮札布等就近出兵，迅速镇压青滚杂卜的叛乱，消弱阿睦尔撒纳的力量。
乾隆二十一年（1756年）正月，哈达哈率北路军，策楞率西路军，分别向伊犁进军。行军途中，西路又兵分两路前进。西路先锋玉保率军行至特勒河（今新疆特克斯河）时，得到消息说阿睦尔撒纳已在雅木图岭被台吉诺尔布等擒获，玉保未加证实就信以为真，停兵不前并派人给策楞报捷。策楞立即向京师报喜。乾隆帝龙心大悦，立刻封诺尔布为亲王。直至内大臣鄂尔哲前往伊犁打听消息，才知阿睦尔撒纳被俘纯属误传。这时，阿睦尔撒纳军已离玉保的西路先锋队仅一日之程，于是玉保又请示策楞，策楞以军中缺马为由，与玉保相互扯皮，从而贻误了战机。阿睦尔撒纳见清军中了缓兵之计，便顺利地经过和尔郭斯并翻越库陇癸岭，逃入了哈萨克牧区。
同年五、六月间，乾隆因策楞、玉保谎报军情并且贻误战机、坐守伊犁而无所作为，下令将他们俩撤职治罪，押回京法办。同时，乾隆又令达尔觉阿为定西将军出西路，哈达哈为定边左副将军出北路，兆惠为定边右副将军驻伊犁为后援。清军分路追击，达尔觉阿出西路数千清军在雅尔拉遭到大力支持阿睦尔撒纳叛乱的哈萨克汗阿布赉手下的2000名哈萨克军，经过激战，清军冲破了敌兵的拦截，斩敌近600名。清军乘胜进军到达喇努，与阿睦尔撒纳的队伍相遇，清军一鼓作气再斩敌300多名。混战中，阿睦尔撒纳不敢恋战，生怕暴露身份和行踪，连忙让队伍换上蓝旗，他自己趁乱穿上别人的服装逃进了呢雅斯图山，该山距清军大营仅二三里远。阿睦尔撒纳此次损失惨重，部将宰桑扎南木被俘后，向清军招供了阿睦尔撒纳军队的虚实。这时，众将士要求追击阿睦尔撒纳，关键时刻达尔党阿却又听信了谣言，坐等士兵们将已经俘获的阿睦尔撒纳送至营中，因而清军停止了追击，再一次中了阿睦尔撒纳的缓兵之计，阿睦尔撒纳再一次从清军眼皮底下从容逃脱。
清军的第二路由哈达哈统领的北路军，中途也同样遭遇到了哈萨克汗阿布赉的数千人军队的拦截，双方激战于巴颜山下，清军俘获了哈萨克族的头人之一昭华什，其余的哈萨克兵败逃。
西路清军会师后，不乘胜穷追，反而异想天开，派刚俘掳的哈萨克族的2名头人楚鲁克和昭华什前往说服近在咫尺的阿睦尔撒纳和哈萨克汗阿布赉。2名头人于是按照阿睦尔撒纳编好的谎言哄骗清军，即请求清军停止进军，哈萨克人愿意擒献阿睦尔撒纳，只等阿布赉见机行事，不可操之过急。就这样，两路大军按兵不动，再一次上当受骗。
清军将领指挥无方，一再受骗上当却执迷不悟，他们好大喜功却无能，有眼无珠愚蠢之至。这样，原来在伊犁战役中纷纷臣服清朝的厄鲁特各部首领更看不起这些清兵的将领了，认为他们是无能之辈，胆小怕事，不足以依赖，于是各族先后叛清。边疆的局势日益紧张，战乱四起，民不潦生。
驻守伊犁的清廷定边右副将军兆惠见局势不妙，急派宁夏将军和起率军讨伐巴雅尔叛乱，不料中途发生厄鲁特兵变，和起将军被杀。兆惠则亲率军队前往济尔哈朗镇压此起彼伏的叛乱，在鄂垒札拉图陷入叛军的包围之中，险象环生，兆惠沉着镇定，在夜间突袭敌军，成功地摆脱了敌人的包围，大败达什策零的叛军。之后，兆惠又带领大军战于库图齐、达勒奇等地，迅速平定这些地区的大小叛乱。二十二年（1757年）正月初五，兆惠军抵达乌鲁木齐，未等大军有片刻喘息，各路叛军已杀至乌鲁木齐城下。噶勒藏多尔济、扎那噶尔布、尼玛、哈萨克锡喇等叛军头目联合包围了乌鲁木齐。危急之中，兆惠率精兵冲出了包围，向巴里坤方向转移，各路叛军则在沿途围追堵截。兆惠军且战且退，伤亡惨重，退至特讷格（今新疆阜康）时，因“军士饥疲，不复能战，乃结营自固”。三十日，侍卫图伦楚率领约800名清兵自巴里坤前来迎接，与兆惠军相会，兆惠军才转危为安，叛军不敢恋战，解围而去。兆惠军重振士气，奋力追击，在穆垒河源追杀巴雅尔的叛军。巴雅尔本人却已逃之夭夭。兆惠军四处转战，历尽艰难困苦，力克叛军，多少换回了清军屡战屡败的名声。为此，清廷特封兆惠为一等武毅伯，授户部尚书，汉军都统，领侍卫内大臣。兆惠受之无愧，乾隆帝因兆惠所部仅千余人，且装备较差但却能孤军奋战，屡挫敌军而厚赏了兆惠，可谓赏罚分明、得当。
阿睦尔撒纳流亡哈萨克自觉不是长久之计，当他得知清军将领无能各部相继叛乱之后，得意忘形。他“闻四部构乱，亦自哈萨克归，会诸贼于博罗塔拉河，欲自立为汗，准部复大扰乱”。沙俄闻讯蠢蠢欲动，欲乘乱插手，阿睦尔撒纳也正需寻找后台，双方一拍即合，暗中勾暗。乾隆二十二年（1757年）上半年，阿睦尔撒纳派出以宰桑达瓦为首的使团去彼得堡，向沙皇奴颜卑屈：“阿睦尔撒纳愿意服从俄国女皇的旨意……请求俄国政府在额尔齐斯河和斋桑湖之间地区修建要塞，以防满洲人。他还请求俄国当局协助，使卫拉特人承认他为汗，并服从他的旨意”。阿睦尔撒纳为达目的不惜卖国求荣，其阴毒之心可见一斑。而俄国正忙于与普鲁士争夺欧洲霸权，因此被卷入欧洲事务难以抽兵相助阿睦尔撒纳。但俄国决不会放弃这个有利时机，他们诱使阿睦尔撒率部加入俄国籍，迁居伏尔加河，或者在反清失败后到俄国避难。俄国人对中国内政可谓过分热心了，其目的则是不言而喻的。
针对当时喀尔喀蒙古与准噶尔地区愈演愈烈的叛乱形势，清政府采取了相应的平叛措施。当时，厄鲁特务部之间战乱不已，“自相吞噬”，加之“瘟疫盛行，死亡相望”，各族人民苦不堪言，流离失所。乾隆将清军7000人兵分两路：以成衮札布为定边将军，舒赫德为参赞，率北路军从珠勒都斯出发，以兆惠为伊犁将军，富德为参赞，率西路军从额琳哈毕尔噶出发。这是乾隆二十二（1757年）。清军长驱直入，分进合击，很快攻占了伊犁。清军以迅雷不及掩耳之势再克伊犁，震动了叛乱各部。清军锐不可挡，阿睦尔撤纳在清军围剿下仓皇失措，再次逃往哈萨克。
当时天山南路回部的形势也不稳，清军欲平定回部以防患于未然，然而再追击阿睦尔撒纳，为此受到乾隆的指责，乾隆“责兆惠与成衮扎布急回部，缓阿睦尔撒纳，失轻重”，于是兆惠，富德继续追击阿睦尔撒纳，进入了左哈萨克境内。五月底，清军在爱登苏一战击溃了强悍的哈萨克骑兵，昭萨克汁阿布赉被迫遣使到清军大营请降，以保全其百姓不受侵犯。不久，阿睦尔撒纳走投无路，率亲信20余人投奔阿布赉。阿布赉为向清军表白自己与阿睦尔撒纳决裂的决心，暗地设伏准备将其擒献给清廷。狡猾的阿睦尔撒纳有所察觉，于深夜狼狈逃往俄国，随身仅带了8人，犹如丧家犬一般，兆惠的军队对逃入俄境的阿睦尔撒纳无可奈何。