经过三个时辰的激战，埋伏的敌军被全部歼灭，增援部队成功通过黑风口，比预定时间提前三日抵达喀什外围。
抵达喀什后，吴佩孚并未急于进攻，而是先派人联络当地牧民领袖铁木尔。铁木尔是哈萨克族部落首领，威望极高，得知增援部队到来，亲自带着部落勇士前来迎接。他面色憔悴，眼中布满血丝，显然是多日未曾休息。
“吴将军，你们可来了！” 铁木尔紧紧握住吴佩孚的手，声音哽咽，“那些强盗杀了我们很多人，抢走了我们的牛羊，烧毁了我们的家园，我们实在没办法了，只能躲在山里，每天都活在恐惧中。”
吴佩孚心中一沉，问道：“现在还有多少牧民留在边境？他们的情况怎么样？”
“大概还有八千多人，分散在各个村落，有的不愿离开家园，有的来不及转移，处境十分危险。” 铁木尔回答道，“敌军到处烧杀抢掠，见人就杀，见物就抢，我们的牛羊被他们抢走了两万多头，很多老人和孩子都饿死、冻死在了山里。”
吴佩孚握紧拳头，眼中闪过一丝怒火：“铁木尔首领放心，我们一定会打跑敌军，还你们一个安宁的家园。” 他当即决定，“兵分两路，一路由蒙古骑兵保护牧民转移，一路由步兵清剿外围敌军。民政部门的运输队已经到了，在喀什内陆搭建了安置点，有吃有穿，安全有保障。”
蒙古骑兵部队跟着铁木尔出发，每到一个村落，士兵们都耐心劝说牧民：“乡亲们，敌军太凶残了，留在这儿太危险，跟我们去内陆吧，那里有粮食、有药品、有帐篷，能保证你们的安全。等我们打跑了敌军，再送你们回来重建家园。”
他们帮牧民驱赶牛羊，搬运财物，有的士兵还拿出自己的干粮分给老人与孩子。有一位老牧民固执地不愿离开，坐在家门口说：“这是我的家，我一辈子都住在这里，死也要死在这儿。”
骑兵将领策棱耐心劝说：“大叔，留得青山在，不怕没柴烧。你的家园被烧毁了，我们可以帮你重建；你的牛羊被抢走了，我们可以帮你找回来。但如果你死了，就什么都没有了。为了你的家人，为了你的部落，跟我们走吧。”
老牧民看着身边哭泣的孙子，又看了看士兵们真诚的眼神，终于点了点头：“好，我跟你们走。”
在铁木尔与士兵们的努力下，短短两日，八千多名牧民全部转移至安全区域。安置点内，士兵们帮牧民搭建帐篷，烧开热水，发放救济粮与药品。民政部门还专门设立了医疗点，为受伤的牧民治疗伤口，为生病的孩子诊治。一位年轻的母亲抱着生病的孩子，看着士兵们忙碌的身影，感动得热泪盈眶：“谢谢你们，你们是我们的救命恩人。若不是你们，我们母子早就死在敌军手里了。”
解决了牧民转移问题，吴佩孚开始部署清剿行动。他采用 “坚壁清野 + 诱敌深入” 的战术，命令部队烧毁敌军可能获取补给的草场与村落，切断他们的粮食与水源；同时故意放出消息，称增援部队粮草不足，即将撤军，引诱敌军出击。
侵入武装果然上当，倾巢而出，追击撤退的步兵部队。他们以为增援部队已经疲惫不堪，粮草断绝，正是歼灭的好时机，却没想到这是一个圈套。当敌军进入预设战场 —— 一片狭窄的山谷时，吴佩孚一声令下：“开火！”
山谷两侧埋伏的步兵与骑兵同时发起进攻，步枪、机枪与弓箭齐发，手榴弹在敌军中炸开，烟尘弥漫。敌军被打得晕头转向，四处逃窜，但山谷两侧是陡峭的山崖，根本无路可逃，只能束手就擒。经过五日激战，乌恰与阿图什两座县城被成功收复，外围敌军被全部清剿，侵入武装主力被压缩至托克马克城。
此时，吴佩孚收到情报，象国正通过一条秘密通道，向托克马克城运送武器与粮草。这条通道位于边境线附近的一座山谷中，地势险要，易守难攻，是敌军唯一的补给线。
“必须切断这条补给线！” 吴佩孚当即下令，派遣一支精锐小分队，连夜突袭通道。小分队在夜色掩护下，摸进通道，与守卫展开激战。士兵们奋勇杀敌，不怕牺牲，经过两个时辰的战斗，成功炸毁通道入口，切断了敌军的弹药与粮草供应。
托克马克城内，侵入武装弹尽粮绝，士气低落。不少士兵开始逃跑，甚至有人向华夏军队投降。吴佩孚抓住时机，下令发起总攻。步兵部队架起云梯，攀登城墙；骑兵部队则绕城巡逻，防止敌军突围。城内的敌军负隅顽抗，双方展开激烈的巷战。士兵们逐街逐屋清扫敌军，有的士兵中弹倒下，立刻有人顶上去，没有一个人退缩。
象国见状，试图通过外交途径施压，要求华夏 “停止军事行动，和平谈判”，实则想为侵入武装争取喘息时间。袁克定直接拒绝了象国的无理要求，在给吴佩孚的电报中写道：“犯我华夏者，虽远必诛！不彻底击溃敌军，不将入侵者全部歼灭或俘虏，绝不罢兵！”
吴佩孚收到