蓝玉大军一路北行，经过大宁进至庆州，他们把目标锁定在了捕鱼儿海，也就是今天中蒙两国共有的贝东湖一带。当年成吉思汗按照蒙古游牧贵族的传统分封亲族时，将兀鲁灰河等（相当于现在的乌珠穆沁旗一带）封给了同母弟哈赤温的后裔，捕鱼儿海就是哈赤温后裔的势力范围。这里成了北元小朝廷的最后避难所。
为了防止敌人发现大军踪迹，蓝玉命令全军在地上挖洞煮饭，以防止炊烟升腾暴露行踪。次日黎明时分，大军到达捕鱼儿海南岸饮马，探马报来情报，敌军在捕鱼儿海东北80里处驻扎。蓝玉立刻下令王弼为前锋带军冲击敌营。当时北元军认为明军缺乏粮食、水草，必然不能深入，故没有任何防备。而且当时天气大变，风沙天盖地，掩盖了明军的行踪。北元方面这时候也打算整顿车马，向北转移。在漫天风沙之中，双刀大将王弱带兵已经悄然接近了北元营地。北元太尉子带兵迎战，两军都是骑兵，刀光闪处，鲜血四流，双方军士都抱着必死的决心一战。
战斗之初，北元军士尚能与明军势均力敌，但是随着战斗的继续，北元军士被训练有素的明军精锐骑兵所压制。一番激战之后，包括子在内的几千名北元精锐骑兵战死虽然没有抓住北元皇帝，这一战还是收获巨大。明军拿获了脱古思帖木儿的次子地保奴等64人，及爱猷识理达腊的嫔妃及公主等59人，北元皇室几乎被一锅端。北元的主力十万多人或死或降，全部覆灭在了捕鱼儿海之战中。这当中也包括王保保所部"百战余生"的全部精锐。
