徐树铮于民国8年10月29日抵库伦后，即感觉蒙人禀性多疑，如在谈判交涉时用翻译，不但将会失去原意，尤容易导致误会，故于抵库的第三日，即请来一名翻译人员，向之习学蒙语，并告左右人：“在我学习蒙古文之时，非有特别重要事故，概不会客。”当他在北京时，对蒙古语言亦曾留意及之，故仅费去两周的“恶补”时间，对蒙古普通语言即能畅谈无阻。及至11月14、15两天和蒙古“总理”巴特玛及各喇嘛会谈，就是他亲自用蒙语发言，而不用翻译的。由于他洋溢的天才与灵敏的手腕，仅在库伦住了22天（8年10月29日到达库伦，11月21日动车回京），即成功地使蒙古自动撤销自治。
小徐在库伦，于11月6日见到了哲布尊丹巴活佛。11月10日和陈毅谈到六十三条件问题，陈还是吞吞吐吐。小徐曾有电给徐世昌，报告当时情形，电云：
顷陈使面约树铮明晚到署商酌蒙事条文，届时当约集李恩两副使，并率褚旅长其祥，杨参议志澄会同往商，庶免一二人偏见难洽。如虑人多泄密，树铮可以军法处之。
查陈使原拟条例定稿之初，树铮即有所闻，渠遣秘书黄某甫到京，亦即知之，因未来见告，故亦不过问。黄到六七日后，陈使忽电树铮，谓黄有秘要赴京，到时祈面晤。讵黄晤时，踌躇其状，闪烁其神，吞吐其词。询其有何秘要，则云无他事，因请假赴奉，故都护嘱便道一催队伍耳。树铮更笑而遣之。树铮启行前一日，谒大总统叩辞，奉询及撤治条例事，饬取阅研考。归向院秘书厅借得外交部签注原件，即携之北行。途次，日夕审核，颇悉利弊所在。意到库陈使必以见商，故早作准备。又来时，本望以筹边事业，问诸陈都护及各副使，公共计筹，明年开春，即可兴办。一备国家另设官额，一使外约之官，潜移默化，渐致为民治之区。于行时亦经陈明大总统鉴核，奉谕“甚好，问陈为助，自是善策”。故停车之即夕，即取治蒙条例秘案，倾诚相示，而渠始终意殊不属，略与谈及撤治事，其闪烁吞吐，亦与黄同。树铮不便再言，是以电陈意见，拟俟李恩两副使到后，公共商酌。嗣知陈使接政府中人秘授意旨，嘱其不须以条文相示，意在勾结一二蒙员，自行分报办理。
查树铮自到库之日起，一言一动，每日必电陈政府鉴核，事因所见所闻，或所意揣，无不分析明白，自问无负于政府，无负于道义。树铮在外之将，权宜甚大，岂好为驯谨哉？只以历年来国家威信，不出都门，天下蔑视者多，故欲率为矩式，纳人以轨物耳。今再敬陈管见，祈赐察照。
东电请核示之原议七不可，及条文大义，既奉钧院公电，大总统谕许为卓识远谋，明晨公议时，自当抱定此旨，和衷商洽。又条文中有与筹边使官制职权僭越者，概予削去，然后责成陈使妥办；如不能办，即请责成树铮妥办，办妥后仍移交陈使坐承其功。树铮亦本边使职权，力自图之。树铮只重国事，决不以荣枯毁誉介意。总之，西北筹边使为外蒙已定之官，官制及其职权，为国家已定之法律，命令不得有所变更，速发亦属无效。树铮承命守职，一日不离职，一日即暂死守更职之义，无论外交，无论蒙情，无论土地，均应负其全责。明日卸职，即可幅巾骑驴，逍遥湖上；今日未去职，即丝毫不容人侵犯，故作侵犯，即是破坏法律。民国以法律为保障，破坏法律即是破坏民国，即天下之公敌，虽有周亲，亦必仇之！树铮忝为国将，与国同休戚，保法律即保国家，皆天职中所有之事，又不仅边使官制而已也。谨电陈鉴核。制树铮。灰（十日）
徐树铮抵库伦后立即发现陈毅处理外蒙撤治案抓不到重点。徐的特点最显明的是才气高，能把握问题重点，恃才傲物，不易与人相处。这两个特点在库伦都充分发挥出来。他认为陈毅言过其实，所以他于11月11日给北京政府的电报就直率地指出：
陈使言过其实，急切功名，而心思不能沉细；自觉明于万里，其实蔽于目前。其人真实何如，树铮不敢断言，惟心目中见为如此，故实不敢尽情信任……
同时他不理国务院的指示（不许他过问蒙事），而专断地自行把这事抓过来处理。13日他给北京政府的电报中便明白说出他的决定：
……然敢断言，经年累月，亦非渠（陈）所能了。盖渠判事不切，物欲蔽之，初步已蹈荆棘，纠缠不清，此时若树铮撒手不管，则立即中止耳。如此中止，听取国家损威失重，非树铮所忍出也。……钧电志在撤治，请坐待撤治可也。前电言定否只在三五日内，现布置已定，不烦一兵一矢，一发而中，幸之幸也。发而不中，树铮钳口结舌，息影南归，静俟陈使办结之日，敬领溺职之罪耳。
在这期间，他不只是强夺了陈毅的交涉权，同时他也对外蒙统治者哲布尊丹巴