后来噶尔丹与西藏贵族联合叛乱，乾隆打算挥师入藏，这时才发现这大金川是由四川入藏的必经之路。乾隆十一年，大金川土司莎罗奔劫夺了小金川土司泽旺，在清廷的干预下莎罗奔释放了泽旺。第二年，莎罗奔又攻打明正土司等地，清朝派兵镇压。乾隆最先调川陕总督张广泗督战，结果张广泗却畏首畏尾，导致清军接连失利。后来乾隆又派军机大臣讷亲驰援，讷亲也只会纸上谈兵，被打得大败而归。乾隆气得斩了张广泗，赐死讷亲。直到乾隆启用岳钟琪，莎罗奔才请降。
乾隆三十六年，大金川土司索诺木联合小金川土司僧格桑再次反清。乾隆命温福﹑桂林带兵镇压，二人却在前线连吃败战。后来乾隆用阿桂代替桂林，也是接连败北。此次平金川之战，清军遭到了当地藏族人民的坚决抵抗。为了抵御清军，大小金川增垒设险，严阵以待，与清军对峙了五年之久。最终在乾隆四十年，索诺木因寡不敌众，率军请降。两次征金川之战，乾隆耗费了9000多万两白银，耗时近三十年，动用百万大军才艰难平定。因此平大小金川之役，也被乾隆自诩为十大武功中的两大武功。
