天启五年春天，皇太极以使臣被杀为理由，任命其弟多尔衮和多铎为先锋，亲自率领精锐部队征讨察哈尔。作为报复，林丹汗出兵西辽河，攻打与后金互通使者的喀喇沁部，结果令土默特、鄂尔多斯、永绍不和阿苏特等部深感唇亡齿寒之危，这些部落的一些台吉纷纷起兵攻打林丹汗的部队。

这次战役之后，喀喇沁部也举行白马乌牛之誓，归顺了皇太极。

崇祯元年夏末，皇太极利用秋高马肥的机会发动第二次察哈尔战役，内喀尔喀、科尔沁和喀喇沁的首领纷纷起兵响应，攻入察哈尔放牧之地，掠夺了许多牲畜，胜利而归。在这次战役中，阿鲁科尔沁和阿苏特部也归顺了后金。

显然，对于这些部落来说，在一个勃兴的满蒙联盟中接受臣属的地位，可以分得一些好处，这比直接与满族争夺对中国的统治要容易些。

崇祯五年年春天，皇太极决定对察哈尔发动总攻，传令归顺后金的蒙古各部迅速率兵前来会师。

当年四月，科尔沁、扎鲁特、喀喇沁、巴林、敖汉、奈曼、土默特、阿鲁科尔沁、翁牛特、阿苏特等部的部长台吉在西拉木伦河畔会师，加上后金部队，其总兵力多达十万。

四月下旬，皇太极率领这支大军越过兴安岭，但是两个不愿意攻打成吉思汗后裔的蒙古人偷马出逃，向林丹汗报信。

林丹汗想率部撤退到漠北喀尔喀，但是外喀尔喀三汗与他不合，于是林丹汗率领十万多名部众西奔呼和浩特，在鄂尔多斯地区渡过黄河，皇太极则在其后穷追四十一天，直到五月下旬得知林丹汗已经渡过黄河后才班师，途中收容了林丹汗遗下的数万名部众。

得知后金大军占领呼和浩特后，林丹汗在鄂尔多斯的伊金霍洛草原参拜了存放成吉思汗衣冠的“八白室”，即成吉思汗陵，实为衣冠冢，并在八白室之前举行仪式，宣布自己为全蒙古的“林丹巴图鲁汗”，随后下令带着八白室，与察哈尔和鄂尔多斯部众一道再次渡过黄河，前往甘肃的大草滩避难。

崇祯七年，林丹汗在大草滩永固城因病去世，其遗孀带着幼子额哲和察哈尔部众返回了鄂尔多斯。