二月六日，傅恒班师回朝。
二十五年五月莎罗奔病故，其侄子郎卡于二十七年围攻丹坎。乾隆帝令四川总督阿尔泰率大金川附近9个土司兵力会剿。土司害怕大金川，不能协同进攻。乾隆《平定金川战图册·紫光阁赐宴》阿尔泰令土司兵撤退，并令大金川拆毁工事并归还掠去的丹坎人，答应给郎卡颁发印信。郎卡为拉拢小金川，要求允许将女儿嫁给泽旺儿子僧桑格，得到阿尔泰同意。联姻后，两金川势大，附近18家土司推两金川为雄长。不久，郎卡去世，其子索诺木继位，泽旺也让位于其子僧桑格。三十六年索诺木杀革布什扎土司，僧桑格进攻鄂克什与明正两土司，乾隆下令讨伐，总督阿尔泰驻兵打箭炉（今康定），但半年不进兵。阿尔泰被赐死，乾隆又令大学士温福统兵由汶川往西，桂林为川督，从打箭炉往南，夹击小金川。十二月攻下小金川巢穴，泽旺被擒，僧桑格逃往大金川。为剿灭大金川，乾隆令温福为定边将军，阿桂、丰伸额为副将军，增调陕甘、云南兵力分三路进攻。温福采取碉堡战术，以碉对碉，兵力不足。温福对于乾隆帝关于注意守护饷道、粮台的叮嘱不在意，对后路失于防范，小金川一个诈降的小头目七图甲噶尔思甲布向索诺木透露清军部署，让僧格桑切断温福粮草，温福战死于大金川的木果木。
乾隆帝大怒，三十八年八月，任阿桂为定西将军，丰伸额、明亮为副将军，进剿大小金川。增派两个健锐火器营，还有黑龙江、吉林、伊犁厄鲁特兵共5千。十月二十九日，阿桂以2万进攻鄂克什，明亮以2万进攻玛尔里，丰伸额以15000兵进攻绰斯甲布，十一月初三克复美诺官寨，小金川全境收复。
三十九年正月阿桂、明亮与丰伸额分三路进攻大金川。索诺木凭险构筑石碉，勒乌围官寨工事尤为险固。清兵逐碉逐卡争夺，冒死进攻。阿桂率西路过谷噶丫口，深入大金川百余里，明亮率南路自格藏桥一路破碉毁寨，十二日攻克马奈，丰伸额一路由卓棵采进攻凯立叶。七月初一，攻克达尔图要隘，西南两路声息相通。八月十五日，穷蹙的索诺木派头人献出被毒死的僧格桑，乞降。阿桂不答应，严诘头人：索诺木为什么不亲自来营盘？
四十年四月二十五日，两路军对索诺木所在的官寨勒乌图形成夹攻态势。勒乌图靠山临水，地势险要，墙垣坚固。八月十五日，清军以重兵四面攻打，第二天攻克勒乌图，索诺木逃往噶拉依。阿桂开始企图诱擒索诺木，索诺木顽固、狡猾，不肯就范。四十一年正月初四，阿桂令四面炮轰噶拉依，索诺木走投无路，才不得不率领2千余人出城投降。
金川战后，便依乾隆帝谕旨设镇安营，大金川设阿尔古厅，小金川设美诺厅，后来两厅并为懋功厅。大小金川地名不复存在。
两金川战争从乾隆三十六年七月到四十一年四月一共进行了4年半。朝廷为战争拨出军费6000万两，另有各地捐助饷银1000万两，川运开捐约千余两，捐躯的文武官员699人，死去的护军、披甲、马步兵9713人，而大小金川兵力不过15000人。“平定大小金川之役，在所谓‘十全武功’中历时最久，糜费军费最巨，损兵最为惨重。其对手，乃僻处大小金川一隅，兵力不过一万五千名而已。”
平准与平回
乾隆五十七年（1792），乾隆帝写了本《十全记》，夸耀他的“十全武功”：两攻准部，一攻回部，两攻金川，镇压台湾林爽文起义一次，出征安南、缅甸各一次，征服廓尔喀两次。下面说他的平准与平回。
准部即准噶尔部。该部在康熙、雍正年间叛乱，康熙与雍正两帝出兵镇压，取得重大胜利。策妄阿拉布坦长子噶尔丹策凌于雍正五年（1729）继承汗位。罗卜藏丹津投奔他后，噶尔丹策凌不听朝廷诏命，交出罗卜藏丹津。雍正五年冬，大学士张廷玉力赞对准噶尔用兵。于是以开国功臣费英东曾孙傅尔丹为靖边大将军屯阿尔泰山，出北路；以岳钟琪为宁远大将军，屯八里坤，出西路。当时罗卜藏丹津与其族罗卜藏舍楞谋杀噶尔丹策凌，事被发觉，噶尔丹策凌打算把丹津献给清朝，听到清朝出兵消息后，打消了主意。九年四月，勇而寡谋的傅尔丹轻信准部伪降将的谎言，在和通泊（在今内蒙）遭到大、小策凌敦多布率领的2万余准兵伏击，副将军、参赞大臣、前锋统领阵亡，只残兵2千余名败回大营。
十年七月，噶尔丹策凌令小策凌敦多布率兵3万袭击喀尔喀，掠去额驸策楞2子与畜群。策楞怒发冲冠，大胜噶尔丹策凌于鄂尔浑河光显寺。乾隆四年，受到打击的准噶尔保证不越过阿尔泰山梁，清朝保证喀尔喀不越过扎不堪。
乾隆十年，噶尔丹策凌去世，嫡子策妄多尔济那木扎勒继承汗位。不久准部陷入内乱：十五年庶子喇嘛达尔札篡夺汗位，准噶尔部台吉策妄阿拉布坦外孙阿睦尔撒纳于十七年与大策凌敦多布之孙达瓦齐联合杀了喇嘛达尔札，达瓦齐自立为大台吉。不久阿睦尔撒纳又与达瓦齐相攻，失败后率部降清。二十年二月，乾隆帝利用准部内讧的机会作统一该部的部署，以完成康熙、雍正2帝未竟大业。乾隆派班第为定北将军，出北路，阿睦尔撒纳为辅佐；永常为定西将军，出西路，萨赖尔为辅佐。两路各25000人，马7万。西路出巴里坤，北路出乌里雅苏台，各带两个月粮食，约会于博罗塔拉河（在伊犁东北300里处）。两副将军各领兵3千先行。由于两副将军原来都是准部魁首，所到之处，望风归降。五月初一，两军会于博罗塔拉河，距伊犁3百余里。纵酒无备的达瓦齐逃到离伊犁180里的格登山，以烂泥为营。清军派遣已降清军的阿玉锡率20余骑探路。阿玉锡竟连夜捣毁达瓦齐营寨。达瓦齐率2千人逃跑。他们翻过冰岭，南走回疆。他以为乌什城阿奇伯木克霍吉斯对自己好，便去投奔他。哪知道霍吉斯早已接受清军命令，把达瓦齐等人抓了起来。罗卜藏丹津也被抓住。达瓦齐、罗卜藏丹津作为俘虏献于京师，乾隆帝赦免其死。班第封一等诚勇公，萨赖尔封一等超勇公，阿睦尔撒纳晋封双亲王，食亲王双俸。达瓦齐也封亲王。于是天山南北两路都不血刃而定。
阿睦尔撒纳想当厄鲁特蒙古4部的总台吉。乾隆令他于九月到热河受封，班第催他上路并与喀尔喀亲王一块走。阿睦尔撒纳上了道，哈萨克贡使随行。八月十九日走到乌隆古河，阿睦尔撒纳说他要暂时回去治装，把副将军印交给额林沁，叫他先走。阿睦尔撒纳由额尔齐斯河走小路往北逃，派人到札布堪河接他的妻儿子女。阿睦尔撒纳到处煽动叛乱，伊犁各喇嘛（僧侣）、宰桑（准部汗之下管理政务的官员）劫掠军台。当时清军已撤，只有5百人留在伊犁。班第、鄂容安（西路参赞）被围死之。西路军数千屯乌鲁木齐附近，永常退却到巴里坤。乾隆帝以策楞代永常，玉保、富达、达尔党阿为参赞，两路讨伐。
二十一年正月，叛军逃到哈萨克，却让人到特克勒河，对玉保等说诺尔布已将阿睦尔撒纳抓起来，一会就到。清军受骗不进，使阿睦尔撒纳逃走。五月，乾隆令达尔党阿与哈达哈替换策楞、玉保，兼令兆惠从巴里坤赴援。达尔党阿出西路，击败哈萨克2千兵马，阿睦尔撒纳易服潜逃。达尔党阿又听信叛军谎言中叛军缓兵之计，让阿睦尔撒纳逃跑。因为清军频受欺骗，二十年秋天受封的厄鲁特4部轻视清军，重又构乱，阿睦尔撒纳乘机到博罗塔拉河会合叛逆，想自立为汗，准部又大乱起来。兆惠闻变，自济尔噶朗河向南转战，经过百多次苦战，杀敌甚众。补给困难而处困境之中时，得到侍卫图伦楚所率2千兵的支援，解围后返回巴里坤。
二十二年三月，乾隆以定边左副将军成衮札布出北路，右副将军兆惠出西路，大剿叛军。碰上准部自相仇杀，瘟疫在准部流行，兆惠长趋直入，叛军鸟兽散，头领先后投降或被杀，惟有阿睦尔撒纳没有抓到。阿睦尔撒纳逃到哈萨克，六月兆惠、富德追到哈萨克。哈萨克汗阿布赉与阿睦尔撒纳积怨，要擒拿阿睦尔撒纳献给清朝，惊弓之鸟状的阿睦尔撒纳见阿布赉收了他们的马后，感到不妙，乃逃至俄罗斯。乾隆帝以檄文向俄罗斯索取，卡死阿睦尔撒纳退路。当年冬天，阿睦尔撒纳患痘而死，俄方把他的尸体运到中俄边界，让中方验看。
以上是乾隆两定准部，下面说平回。
“回”指“回部”，指天山南路信奉伊斯兰教的维吾尔地区。回部原来有一个叶尔羌汗国，康熙十七年，叶尔羌汗国为噶尔丹所灭。从此，回部属于准部，征赋税，应徭役。噶尔丹死后，维吾尔族人派罕巴尔蚂罕默特欲谋独立，被策妄阿拉布坦拘禁。派罕巴尔蚂罕默特生2子，长曰布拉尼敦，次为霍集占。乾隆二十年，清军平准，布拉尼敦与霍集占被释放，清兵护送布拉尼敦回到南疆，招抚旧部，而留霍集占居伊犁执掌回部事务。二十一年夏，受到阿睦尔撒纳反叛的影响，霍集占自伊犁率众潜归，发动叛乱。二十二年集中伯克（回部凡官曰伯克）、阿浑（通经典的主教），杀清副都统阿敏道，自立为巴图尔汗，各部响应叛变的竟有数十万。但也有大批维吾尔族人脱离他们，归顺清朝。