一、炮製外蒙傀儡政府，攫取種種特權
沙俄侵略我國蒙古地區的野心由來已久。早在十九世紀中葉，沙皇政府即制訂了吞併滿蒙的計劃，並不斷派人與一些蒙古王公接觸，灌輸親俄思想；同時，向蒙古地區進行經濟滲透。第二次鴉片戰爭期間，沙俄以「調停」為名，用卑鄙手段強迫清政府簽訂了中俄《天津條約》和《北京條約》，取得了在蒙古通郵、通商，在庫倫（今蒙古烏蘭巴托）設立領事等特權。1862年，沙俄又通過《中俄陸路通商章程》，進一步取得了俄商在蒙古全境免稅貿易的特權。與此同時，沙俄不斷向蒙古地區派出「探險隊」、「考察隊」、「旅行團」，進行間諜活動，收買蒙古活佛及上層喇嘛、王公，培植親俄勢力。十九世紀末，沙俄公開叫囂要進一步改變中俄邊界，妄圖直接佔領一直到長城腳下的我國大片領土。1900年7月，沙皇政府在派遣侵略軍大舉入侵我國東北地區的同時，派哥薩克騎兵一大隊（約五百人）強行進駐庫倫。其後，由於沙俄在日俄戰爭中戰敗，它在我國東北的擴張受到挫折，便集中力量轉向蒙古地區。1907年，沙俄同日本簽訂了以沙俄侵佔我國外蒙、日本吞併朝鮮為內容的密約。1910年，日俄雙方又訂立了具有軍事同盟性質的第二次密約。同年8月，日本吞併了朝鮮，沙俄則進一步向外蒙擴張。
1910年，清政府在外蒙古實行「新政」，沙俄乘機煽動一部分王公和活佛，進行分裂蒙古的罪惡活動。1911年7月，沙俄駐庫倫領事操縱哲布尊丹巴活佛和親俄分子杭達多爾濟親王等人，利用喀爾喀各盟王公、喇嘛會盟大典之機，密議外蒙「獨立」，脫離中國，投靠沙俄，並組成以杭達多爾濟為首的「代表團」，冒充代表外蒙全體王公的公意前往彼得堡（今蘇聯列寧格勒），以「承認俄國保護」２和給俄國種種特權為代價，換取沙俄以武力支持外蒙「獨立」。沙俄政府為了支援外蒙「獨立」，令伊爾庫茨克軍區將步槍一萬五千支、騎兵軍刀一萬五千把、槍彈七百五十萬發，交給外蒙叛國集團。10月初，沙俄借口保護領事館，又派步騎兵八百餘人侵入庫倫，使其在庫倫的駐軍增至一千三百餘人。另外，還有由沙俄武裝的外蒙軍四千餘人。接著，沙俄又要求清政府承認外蒙「獨立」，不在外蒙駐軍和建立行政機構，不得俄國同意不准在外蒙進行任何改革。這種無理要求，理所當然地遭到了清政府的拒絕。
辛亥革命爆發後，沙俄政府便利用中國政權交替、政局混亂之機，加緊炮製外蒙傀儡政權。同年12月1日，沙俄侵略軍帶領外蒙軍隊闖入辦事大臣署，對辦事大臣三多進行威脅利誘。3日，散發所謂「獨立宣言」。4日，將三多等驅逐出境，並收繳了駐庫倫防營（有步騎兵二百五十人）的槍械。28日，在沙俄一手操縱下，哲布尊丹巴「行登極禮」，自稱「大蒙古國皇帝」３，以「共戴」為年號，成立傀儡政府。
外蒙的「獨立」，立即激起了中國人民的強烈反對。中華民國臨時大總統孫中山，多次電告外蒙的王公、活佛，要求他們立即取消「獨立」，勿被沙俄利用。
沙俄策動外蒙「獨立」後，不顧中國政府的反對，於1912年11月3日，與外蒙傀儡政府非法簽訂了《俄蒙協約》和《商務章程》，宣稱「蒙古對中國的過去關係已經終止」１，規定俄國政府「扶助蒙古的自治」，不准中國軍隊進入蒙境，不准漢人移居蒙地。通過不平等條約，沙俄在外蒙古取得了廣泛的特權。中國政府發表嚴正聲明，對俄蒙所訂「條約」概不承認，並抗議沙俄侵犯中國主權。中國各族人民強烈反對《俄蒙協約》，蒙古愛國王公亦宣佈「現在共和成立，正宜聯合為一大國，蒙古斷無獨立之理」１，強烈要求哲布尊丹巴取消「獨立」。
二、支持叛軍侵佔外蒙要地
外蒙傀儡政府成立後，沙俄為了進一步控制外蒙，一面非法向外蒙增兵，一面援助外蒙傀儡政府，武裝外蒙叛軍，企圖阻止中國政府軍向外蒙進軍。當時，沙俄在外蒙庫倫駐有步、騎、炮兵十個大隊，恰克圖駐有步兵兩個大隊，烏里雅蘇臺（今蒙古扎布哈朗特）駐有步兵兩個大隊，科布多（今蒙古吉爾格朗圖）駐有步兵一個大隊、炮兵一個中隊。
庫倫傀儡集團在沙俄的援助下，也大力擴充軍隊。外蒙的土謝圖汗部、三音諾顏部、車臣汗部、札薩克圖汗部等地，原有蒙軍九千七百餘人。宣佈「獨立」以後，哲布尊丹巴向四汗部各抽調一千人，另招募土匪二千人，以後又下令四汗部各徵兵一萬人，共五萬餘人。其中多系未經訓練的貧苦牧民，且散處各地，較有戰鬥力的不過數千人。其統兵官為土匪首領白差爾、乞卡爾、陶什陶胡等。所有叛軍均受沙俄軍官指揮。
庫倫傀儡政府的成立，不僅激起了外蒙古廣大人民群眾的憤慨和反抗，也引起許多上層愛國王公、喇嘛的不滿和抵制。當時，外蒙的某些要地仍駐有政府軍隊。外蒙傀儡政府依恃沙俄的支持，決心進行武力進攻，並煽動叛亂，迫使政府軍和各地王公屈服，進而控制整個外蒙。
（一）科布多之戰
1912年1月，沙俄駐烏里雅蘇臺領事策動該地反動王公叛亂，並派兵將烏里雅蘇臺將軍奎芳驅逐出境，佔領了外蒙西北重鎮。
同年春，在科布多附近杜爾伯特各旗活動的沙俄特務丹必占燦，勾結杜爾伯特反動王公發動了暴亂。當時，科布多駐軍不足三百人。面對外蒙叛軍的威脅，科布多參贊大臣溥■在附近各旗愛國蒙民的援助下，迅速徵集了蒙族士兵一千人，加強科布多城的防禦；同時，急電北京政府派兵前往，並派人到新疆求援。北京政府令新疆都督楊增新、阿爾泰辦事長官土爾扈特親王帕勒塔、伊犁鎮守使廣福派兵馳援。帕勒塔先派連長吳得山率三十餘人赴科布多偵察軍情，繼派騎兵營長廣肇率兵一營兼程向科布多進發。楊增新不顧沙俄駐新疆領事的干涉，先派馬步各一營由古城（今新疆奇台）出發，繼今後續部隊三營陸續向科布多開進（為了在沙漠戈壁地區行軍不致缺糧，步兵每人配一駝，騎兵每人配三駝，馱運三個月料糧）。廣福也派兵從伊犁（今新疆伊寧市西惠遠）赴援。
沙俄侵略者和庫倫傀儡集團先派「使者」到科布多勸降，結果被當地愛國蒙民將其綁送官署，斬首示眾。由於勸降失敗，庫倫當局決計出兵向科布多發動進攻。6月21日，由庫倫派出「俄官教練之精兵二百，雜以俄兵二十名，佐以大炮兩尊，子彈十餘駝」，向科布多進發。抵達後，因見守軍防禦嚴密，未敢進攻，立即派人回庫倫請求增援。傀儡集團又加派「精兵」三百名，並令其「沿途多方徵調，足成四千之數」。１
7月底，俄軍和外蒙叛軍開始進攻科布多城。溥■率軍堅決抵抗，並乘隙發起反擊，給敵以重大殺傷，將其擊退。8月2日，阿爾泰援軍廣肇騎兵營進至距科布多十餘里之黑山頭，與叛軍三千餘人遭遇，卒以「寡不敵眾，全軍覆沒」１。8月中旬，敵又從庫倫增兵三千人，繼續圍攻科布多，終未得逞。沙俄領事庫斯敏斯齊鑒於城堅難下，遂致函溥■，要求出面「調停」，溥■中計。8月20日，庫斯敏斯齊帶領俄兵三十人、外蒙叛軍二百人，騙開城門，進入科布多。俄、蒙兵進城後，大肆搶掠，城內居民被殺過半。9月中旬，溥■和所部官兵及內地商民約七百人，被沙俄領事派兵「護送」出境。
（二）察罕通古之戰
科布多失陷時，新疆援軍步騎兩營在管帶嚴保清、有世率領下，已進至距科布多五站路１之大營盤，因聞科城已失，大營盤又無險可守，遂於8月30日退守阿爾泰區２之要衝察罕通古（科布多南二百五十公里），以待援兵。楊增新電令後續部隊由古牧地（今新疆米泉）取道綏來（今新疆瑪納斯），改援阿爾泰，並要求各部一到駐地，即仿照湘軍辦法，挖壕修壘，以備不虞。
俄軍和外蒙叛軍侵佔科布多後，便調整部署，準備向阿爾泰進犯。當時，阿爾泰駐軍不滿千人，帕勒塔親王惶恐動搖，企圖後撤。北京政府一面電令帕勒塔「靜守待援，力保疆土」，一面急電新疆的楊增新和廣福迅速派兵援阿１。10月中旬，新疆援軍十個營（二千餘人）先後到達阿爾泰。楊增新決定採取以攻為守的方針，即進攻科布多城，牽制外蒙叛軍，使其不敢直趨阿爾泰。為此，除令嚴保清、有世兩營駐守察罕通古外，又急電步隊杜發同和李華楨兩營、巡防馬隊李策勝一營、古城旗兵步隊全像一營，迅速進扎錫伯圖（察罕通古西南五十公里）、察罕通古一帶，「相機進缺；並令哈密之馬隊一營、炮兵一隊，立即起程，令庫車等地添募馬步數營，均作為收復科布多城之預備隊。同時，在哈密、巴裡坤、古城、元湖（古城東北一百二十五公里）、綏來等地增設了馬步炮隊，並改善了台站、電訊及後方補給工作。
10月下旬，嚴保清、李華楨率步隊兩營向科布多開進。當時，北京政府正準備與沙俄談判，因而下令「切勿輕率進兵，致礙大局」１，嚴、李兩營被迫於11月24日退回察罕通古。於是，收復科布多的計劃遂被擱置。
1912年12月10日，丹必占燦率叛軍數千人在科布多城附近大肆搶掠，並聲言不日進攻阿爾泰。楊增新增派步馬隊各兩營，進駐元湖、察罕通古一帶；並令嚴保清營開往布爾根河，與帕勒塔撥出的一營共同守衛該處；派團長張鍵到察罕通古統一指揮該地駐軍。楊增新根據袁世凱的旨意，下達了「敵來則痛擊，敵去則嚴備」的「正當防禦」方針１，一再告誡部隊不要向科布多進軍。
1913年1月末，丹必占燦率千餘人侵入阿爾泰區境內，駐紮於距布爾根河兩站的烏梁海大廟。同時，由沙俄領事出面，阻止政府軍進駐烏梁海的薩克賽河一帶（今蒙古烏列蓋西南一帶），並派俄軍官兵九人「假道」政府軍駐地赴科布多，藉以偵察軍情。
4、5兩月，叛軍趁天暖雪消，積極整修道路，前送武器彈藥，籌備給養，作進攻作戰的準備。
6月17日，叛軍近萬人由蒿不都喀勒五蘇山分三路竄犯：一路由烏梁海大道進攻布爾根河，一路由包墩慶（察罕通古北約三站地），一路由五雲集（察罕通古東約一站地）夾攻察罕通古。當時河水暴漲，叛軍先頭部隊被阻於包墩慶。楊增新立即調元湖炮隊趕赴察罕通古支援。7月4日夜，叛軍四五千人在俄軍協助下，向察罕通古發起進攻。張鍵率部依托工事抵抗，5日拂曉發起反擊，斃敵二百餘人，將敵擊退。這時，丹必占燦正率叛軍三千人由烏梁海向布爾根河開進，並擬分兵繞道切斷楊軍後路。楊增新為了縮短戰線，決定將駐布爾根河之馬步兩營撤至察罕通古，使該處兵力增至馬步七營、炮隊一連；同時，調馬步七營分駐元湖、烏什克等處，加強察罕通古後方之防禦。
7月11日晨，叛軍馬隊三千餘人再次從察罕通古正面發起進攻。張鍵率部反擊，敵敗竄山中。另路叛軍七八百人，繞至察罕通古南面山中，向守軍第四營發炮轟擊。張鍵急派備補營長馬得貴、團副楊慶明率隊前往支援。經四小時激戰，將敵擊退，營長馬得貴不幸陣亡。是役，先後擊斃叛軍三百餘名、戰馬五百餘匹。
外蒙叛軍連遭失敗，銳氣大挫。不久，其統兵官「照會」政府軍，提出兩軍「各輯地界」，並約「趁機退兵」２。楊增新亦列舉不利於繼續作戰的各種「理由」，密陳北京政府，主張妥協停戰。因此，喪失了乘勝反擊的時機。
9月間，沙俄侵略者乘伊犁援軍回防之機，以中國士兵刺傷俄領事為借口，出動俄軍一混成旅（約千餘人），侵入阿爾泰首府承化寺（今新疆阿勒泰）一帶，又派俄兵數百人，侵佔了布爾根河。同時，威脅利誘阿爾泰辦事長官帕勒塔背叛祖國，宣佈「獨立」。10月初，帕勒塔盜用「阿爾泰辦事長官」的名義，與沙俄駐阿爾泰領事簽訂了所謂《臨時條約》；12月，又簽訂了《中俄軍隊停戰條約》，允許俄軍和外蒙叛軍駐紮阿爾泰區東部，規定新疆援軍撤出察罕通古。消息傳開，全國輿論嘩然，紛紛向北京政府提出質問。北京政府不得不下令將叛國分子帕勒塔撤職，並宣佈由帕勒塔與沙俄非法簽訂的「條約」一概無效。經多次交涉，直至1915年3月，才確定外蒙叛軍退出阿爾泰地區，新疆援兵從察罕通古退駐元湖，沙俄撤走部分侵略軍，但仍有兩連騎兵留駐該地。