清军首次进军安藏全军覆灭，在交战双方心理上都产生了重大影响。准噶尔气焰更加嚣张，继续东侵喀木地区，欲与清朝争夺巴塘、里塘，并进犯青海、云南等地。青海王公及满汉大臣畏敌情绪滋长，以“藏地险远”为由，不积极主张出兵。康熙皇帝则败而不馁，虽已步入晚年，仍放眼后世及大局，而锐意进取，考虑到西藏屏蔽青海、滇、蜀，若被准夷盗据，将边无宁日，故毅然决定继续用兵。但他吸取了前次轻敌冒进的教训，于战前做了周密的准备工作。
增派满洲兵，任命大将军。康熙五十七年(1718)十月初，即第一次入藏作战失败不久，康熙皇帝决定增派京营满兵三千八百余名，先后分两批发往甘肃庄浪、甘州(今张掖)等地驻扎，以备调遣。接着任命皇十四子固山贝子胤褪为抚远大将军，率第三批部队于同年十二月十二日起程，开赴西宁前线。此后，又增派荆州驻防满兵一千名到成都，派大将军帐下护军统领噶尔弼驰驿进川，管领满兵；调江宁、浙江满兵，由都统武格等率领，开赴云南中甸一带驻扎策应。
进一步团结青海蒙古王公。同年九月，察罕丹津等来朝请安。理藩院议照常例赏赐鞍马银币。在康熙皇帝看来，察罕丹津在人心疑惧之际，委身效顺，甚为可嘉，特降旨从原多罗贝勒晋封为多罗郡王。此举对增强青海蒙古的向心力、稳定青海政治局势颇为重要。
重用四川文武官员。四川巡抚年羹尧，深悉边情，办事明敏，与满族将领关系和谐。同年十月，在军机紧要的情况下，康熙皇帝提升他为四川总督，兼管巡抚事，使其由只理民事，进而肩负督兵重任，为开辟由四川进藏的新路线做好准备。年羹尧主动建议满兵驻防成都，及时设立进藏驿站，保证军饷供应，为安藏之役出力甚多。武将中，崭露头角受到器重者为永宁协副将岳钟琪。他在招抚里塘、巴塘及进军西藏时均为前驱，并善于团结土司头目，同心协力，常收事半功倍之效。
招抚里塘、巴塘等地，扫清进军道路。康熙五十八年(1719)二月至六月，康熙令都统法喇率满汉官兵岳钟琪等先后招抚里塘、巴塘。该地地方头人亲递喇嘛民人户口清册。巴塘以外属于喀木地区的察木多(今西藏昌都)、乍雅(今西藏察雅)、嚓哇，也相继闻风归顺。康熙皇帝考虑到藏蒙人民非茶难以度日，特批准法喇建议，凡归顺地方，按户口清册，酌定数目，令其买运用茶。察木多等三处为“会兵取藏”必经要地，康熙皇帝对其归顺更为重视，特派郎中鄂赖、游击黄喜林等持银牌、茶、缎，轻骑前往，除晓谕犒赏外，复令详察三处形势回报。
借助胡必尔汗，晓谕出师目的。康熙五十八年(1719)四月，令里塘出的胡必尔汗拟告示，派人分三路向喀木、里塘、巴塘等处的首领宣谕：“现在准噶尔人背逆无道，混乱佛教，贻害杜伯特(西藏)生灵。上天圣主，目不忍睹，扫除准噶尔人，收复藏地，以兴黄教，使杜伯特众生太平如恒，特派皇子封为大将军，不分胗域，率领大军，至西宁驻扎。不日大军由各路进讨。”告示要求“大军所到之处，凡杜伯特人众，皆一致顺从，妥为辅助，仍旧安居，断不致有所骚扰”。最后，强调“此举确为杜伯特众生”,因恐你们尚不知此中情节而畏惧，以致妄行躲避天兵，“故特遣使速为晓谕尔众”。藏民深信胡必尔汗，故告示起到了招抚和安定民心的作用。
制定作战方案。康熙五十八年(1719)九月，派往西藏的胡毕图等回奏：“策零敦多布等及土伯特众喇嘛民人，都承认在西宁现有新胡必尔汗是达赖喇嘛的转世。”康熙皇帝受到启发，开始酝酿一个护送达赖、两路进兵的作战方案：将新胡必尔汗封为达赖喇嘛，给予册印，于明年青草发芽时送往西藏，令登达赖喇嘛之座。并对派兵人数、粮饷供应一一详筹。令大将军等前线将领会同确议，并传集青海王公，晓谕会盟。然后，再将都统延信、楚宗、公策旺诺尔布、侍读学士常授等军前大臣召至京师。与议政大臣、九卿等一起反复详议。
次年年初，康熙皇帝对初步方案又做如下补充：一、除青海、四川两路进兵外，新疆也要配合，出兵袭击吐鲁番、乌鲁木齐等地，以分散敌人兵力，使之首尾不能相顾。二、增加兵力，最后确定除青海、蒙古派兵外，清廷出兵两万二千余人，其中青海一路一万二千，四川云南一路一万。另，新疆二万五千。(实际动用不到两万)。三、除青海王公护送之外，其“四十九旗”扎萨克(内蒙古),并喀尔喀(外蒙古)哲卜尊丹巴胡土克图等，亦遣使会送。
康熙皇帝在主持讨论作战方案过程中，发现部分满汉大臣畏敌情绪仍相当严重，他们认为藏地遥远，路途险恶，且有瘴气，不能急于进兵，宜固守边区。对此，康熙皇帝不断开导，指出：“如若西藏被策零敦多布占据，自青海至四川、云南一带也难保全，那时既难于应援，亦不能进取西藏。而我军及早进藏定立法教之后，土伯特众人归服；策妄阿拉布坦发兵前来，系劳苦之兵，我则安逸之兵，即可将其剿灭。”康熙五十九年(1720)正月初五，康熙皇帝向议政大臣等介绍太祖、太宗时满兵征战，英勇无畏、所向立功的业绩；并以自己亲政以来取岳州，征云南，鸟兰布通之战，驱逐噶尔丹等事例，说明决于进战，才得成功的道理。直到最后，部分满汉大臣仍只为保身，不以国事为重，坚持不进兵主张。康熙皇帝于是决意独断，宣布：
“此时不进兵安藏，贼寇无所忌惮，或煽惑沿边诸部，将作何处置?”故特谕：“安藏大兵，决宜前进!”
任命进藏将军、参赞，册封第六世达赖喇嘛，在准备工作全面就绪后，向西藏进军正式开始。康熙五十九年(1720)正月三十日，康熙皇帝命抚远大将军允褪率军从西宁移驻穆鲁乌苏，管理进藏军务粮饷，居中调度；授亲叔伯侄延信(豪格之孙)为平逆将军，出青海向喀喇乌苏进兵，为中路之师；授噶尔弼为定西将军，会合云南都统武格所率部队，从巴塘进发，为南路之师；又派将军富宁安、傅尔丹，分别从巴里坤、阿尔泰出师，为北路配合出击之师。同年二月十六日，册封新胡必尔汗为“弘法觉众第六世达赖喇嘛”(乾隆以后，称七世达赖，第巴桑结嘉措所立的仓央嘉措仍称六世达赖),派满汉官兵及青海兵，送往西藏。
康熙皇帝的这种把护送达赖喇嘛和进军西藏，驱逐准噶尔人巧妙地结合在一起，是一个相当高明的决策。藏蒙人民崇敬达赖并承认这个里塘出生的胡必尔汗。护送，理所当然地被西藏、蒙古人民视为喜庆之事，从而拥护这一军事行动，服从该军将领的命令。准噶尔人如若抵抗清军，则难逃毁灭黄教、茶毒生灵之罪，必然进一步激起藏蒙人民的愤恨；如不抵抗，则束手待毙。
同年三月，抚远大将军致书班禅额尔德尼，转达了康熙皇帝谕旨，详述护送达赖进兵安藏缘由，命班禅留坐高床，以师礼教训达赖经典，以使黄教广敷，众生安乐。
尔后，各路大军开始军事行动。定西将军噶尔弼率领南路军，于康熙五十九年(1720)四月十六日自成都起程，前往自古用兵所未到之险远绝域，经打箭炉、里塘、巴塘，六月进抵察木多。于七八月之交，到达拉里。原定在此休整，与平逆将军会合后再行进取拉萨。但是，噶尔弼并未机械坐等，而是掌握敌情，主动进取。当时竹工的胡图克图欲来归顺，策零敦多布派吹木丕勒寨桑带领两千人，欲占噶尔招穆伦渡口，坚守墨竹工卡，由章名尔自荣一路来拒清兵。噶尔弼随机应变，与众人商议时提出，与其坐等敌人占领要地，使欲来归顺者受阻，不如抢先攻取墨竹工卡、噶尔招穆伦渡口，再等西宁之兵一同前进。这时空布地方的第巴阿尔布巴率两千兵主动归附，派人接纳，并约于墨竹工卡相会。然后，八月初六日，噶尔弼带领满汉官兵从拉里起程，到工卡尔拉地方，竹工的胡呼图克图呈送人口册籍，前来归顺。次日，便顺利地攻取了墨竹工卡。吹木丕勒寨桑已撤回达木地方，第巴达克咱防守渡口的二三千藏兵不战而散，经劝说，达克咱投降。
与此同时，噶尔弼探知准噶尔人所需粮食仍运自拉萨，便决计攻取拉萨，断敌粮源。令第巴达克咱聚集皮船，全军于八月二十二日渡过噶尔招穆伦河。随后兵分三路，于二十三日五更进兵，攻取拉萨。进驻后，招集所有大小第巴、喇嘛、民人，宣谕皇帝广施法教拯救西藏民众的旨意；封闭所有达赖喇嘛的仓库；派兵困守拉萨附近要地，断绝准噶尔往来交通，阻其粮运；以唐古特文字、第巴达克咱印章，致书策零敦多布处所有唐古特兵，令其自行解散；根据三大寺僧人揭发，逮捕一百余名准噶尔喇嘛，将其中五名首恶者处斩，其余尽行收监。噶尔弼与汉族将领密切合作，团结藏族人民，抓住一切有利时机夺取并扩大战果，有力地支援了中路大军。
康熙五十九年(1720)四月，平逆将军延信率领陕甘满汉官兵，护送达赖喇嘛自西宁出口进兵西藏。虽然路途较近，但所经之地，深山穷谷，瘴气浓重，十分艰险。策零敦多布率主力迎击。战斗频繁，重大者就有三次：八月十五日，驻扎卜克河地方，深夜击败来犯的策零敦多布等，夺其马匹器械；二十日，驻扎齐嫩郭尔地方，三更时，击败来犯之敌兵两千余人；二十二日，驻扎绰马喇地方，五更，又有千余敌兵劫营。清军有备，四面枪炮齐发，毙敌甚多，余贼望风而遁。这时，噶尔弼已率大军进入拉萨，断敌饷道，散敌援兵。策零敦多布等力竭势穷，仅率数百人，狼狈逃回伊犁。延信等将大军留驻于达木，于九月初八日起程，率轻骑简从，护送达赖喇嘛向拉萨进发。沿途受到僧俗人民的热烈欢迎。他们感激圣主再造洪恩。无不踊跃欢欣，男女老幼，前来迎接，见到官兵，群拥环绕，鼓奏各种乐器，欢庆重新得到安乐的生活。
九月十五日，天气晴朗，满汉大臣、蒙古各部首领、西藏黄教上层喇嘛、贵族，齐集布达拉宫，为达赖喇嘛噶桑嘉措举行隆重的坐床典礼。将拉藏所立达赖伊喜嘉措解送北京，以防后患。
两路大军会师拉萨的同时，新疆军队也屡战屡胜，剿杀敌兵，擒获人畜，招抚数千准噶尔人众。
康熙皇帝得知各路都益加奋励，实属可嘉，命在事将军以下，兵丁以上，从优议叙。其中，以噶尔弼等遵从皇帝指授，首先进入拉萨，大沛恩泽，四川、云南满汉官兵以前所借俸银，概免扣取，并每人赏银十两，以示轸恤官兵劳苦之至意。
康熙皇帝在进兵安藏获胜后，进一步加强了对西藏的管理。派满洲蒙古及绿营兵，共四千名驻藏，由公策旺诺尔布署理定西将军印务，统辖驻藏兵马，额驸阿宝、都统武格均参赞军务。这是清朝政府在西藏驻兵的开始。以空布地方的第巴阿尔布巴首先效顺，同大兵取藏，阿里的第巴康济鼐截击准噶尔回路，皆封为贝子；隆布奈亲身归附，授辅国公。康熙六十年(1721)春，康熙皇帝以阿尔布巴、康济鼐、隆布奈及达赖喇嘛的强佐(一译商卓特巴，意为司库或总管)扎尔鼐等四人为噶卜伦(或译噶伦，意为政务官员),联合掌政，以康济鼐为首席噶卜伦，组成西藏地方政府。新政府官员由中央政府任命，消除了和硕特部汗王的影响，并改变了第巴独揽大权的局面，调动了西藏各地区贵族的积极性。招抚里塘、巴塘以后，暂归四川统辖。又在打箭炉至拉萨沿途设立驿站，更加密切了西藏边疆与内地的联系。康熙末年对西藏的施政措施，为雍正、乾隆时期进一步治理西藏奠定了基础。安藏，是康熙皇帝一生中重要业绩之一，他踏着前人的足迹，向前迈出了新的关键性的一大步。这时，康熙皇帝已是暮年，他为这项事业花费了近二十年的心血。