永乐帝将北伐的时间定于来年（1410）春季，他于当年十月诏令户部尚书夏原吉，议北征运粮事宜，并指示工部广造运输粮草所用的武刚车。按照夏原吉的计划，需要用武刚车三万辆，军粮二十万石，同时在行军路线上，每十日路程筑城一座，供大军回师时支用。永乐八年（1410）二月初一，永乐皇帝下了一道圣旨，让皇长孙朱瞻基留守北京，户部尚书夏元吉辅政。二月初四，出师诏书颁布，罗列鞑靼进犯边关、滋扰百姓之恶行，今率正义之师征讨鞑靼，对军队士气极大鼓舞。二月初十，永乐帝亲率50万大军浩浩荡荡开出北京德胜门，向北方的苍茫大漠进发。

一路上，朱棣都在指点江山，给近臣讲述其年轻时的光辉事迹。经过万全时，他对随行官员骄傲说道“此城朕所筑”。五月初一，大军抵达胪朐河，朱棣则索性把这条河的名改叫“饮马河”，并令随行的近臣王友、刘才在此筑城。这时，本雅失里也得知明朝大军前来讨伐的消息，大为惊惧，打算逃走，却在撤退路线上和权臣阿鲁台发生分歧，结果两人分道扬镳，本雅失里东奔，阿鲁台西窜。五月初八，明军已从俘虏口中得知本雅失里在饮马河以北的兀古儿札河一带，朱棣遂下令出击。

 

之前在围杀丘福的战斗中，本雅失里尝到甜头，认为朱棣的明军刚到，立足未稳，企图率骑兵将其击溃。然而这次朱棣做了充分准备，无论骑兵、步兵、火器部队都极为精锐。面对鞑靼军的进攻，朱棣命先锋骑兵逆击，明军本来在人数上就占据优势，加上皇帝亲自督战，作战异常奋勇，一鼓作气上去将鞑靼骑兵杀得人仰马翻，本雅失里数次攻击皆告失败，人马反被明军杀伤殆尽，最后仅率7骑仓皇而逃。明军游击将军刘江、骠骑将军梁福奉命率军追击，俘虏众多，包括鞑靼将领秃帖木儿及其部下男女百余人。对于这些不是本雅失里嫡系的鞑靼头目，朱棣表现得很宽厚，对他们说：“朕所讨者，凶渠耳。彼亦吾赤子，为贼所困久矣。”不仅全部释放，还发给粮草及牲口，禁止官军侵扰他们。果然，朱棣这样一弄，不少逃走的鞑靼人跑来归附，朱棣分化蒙古各部，孤立本雅失里的目的达到了。

击溃本雅失里主力后，永乐帝于五月二十一日班师回到饮马河大营，颁布《平胡诏》宣告了这次北征的胜利。这次远征兴师动众，没想到才一战就宣告胜利，大概连朱棣自己都觉得不过瘾。就在下令大军回师时，朱棣想到了另一个人——阿鲁台。之前，本雅失里与阿鲁台各奔东西，随后本雅失里部被明军击溃，但阿鲁台部并未遭受损失。朱棣认为既然大军已至漠北，余力尚足，不如顺手歼灭阿鲁台部，以绝后患。于是他亲率大队骑兵和数千步兵疾驰东进追击阿鲁台。