徐树铮趁陈毅招抚外蒙失利，西北筹边使、西北边防总司令徐树铮，从其手中夺过了谈判大权。鉴于外蒙王公不掌握实际力量，徐树铮改变了陈毅倚重王公、忽视喇嘛的做法。决定“擒贼先擒王，王公可暂从冷淡，一意向喇嘛市好”。时任外蒙“总理兼内务长”的上层喇嘛巴特玛，成为徐树铮“攻坚”的重点。
徐树铮手握皖系段祺瑞的唯一嫡系部队“边防军”，很自然地选择了以武力威慑为主要手段(有学者认为，当时外蒙的实际可用兵力，不过数百人)。1919年11月13日，徐树铮带领手下军官，到巴特玛家中，下达最后通牒：“外蒙为国家领土，我为外蒙长官，有弹压地方之责，不能坐视。请往告活佛，明日速应则已，不应当即拿解入京，听政府发落。”巴特玛惊惧之下，连夜求见活佛，“痛陈厉害，继之以泣，佛感悟，遂允撤治”。但是活佛不能同意陈毅偏袒王公的63条善后条例，要求另商条件。
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月14日，徐树铮向巴特玛出示了改定后的8条善后条例，要其签字。他要求外蒙先行撤治，随后再议具体条件。这一次，徐树铮的通牒更为严厉：“祸蒙之罪，不在佛而在喇嘛。宽限一日，夜晚定须解决，否则拿解者不止一佛，执事虽老，亦当随行。”巴特玛十分害怕，于15日召集王公喇嘛大会。因畏惧徐树铮所率的一旅边防军，会议同意撤治。11月22日，徐世昌发布大总统令，正式公布外蒙撤治。
徐树铮雷厉风行，在20余天内实现了外蒙撤治，在当时获得了国人的热烈称赞，连作为政敌的孙中山，也致电徐，说他是“当代班超”。不过，徐的武力威慑，也埋下了隐患。如论者谓，“自徐树铮被任为西北筹边使后，对待蒙人，一主严厉，大失外蒙人心，其敦劝外蒙之取消自治也，且以强迫之手段出之，外蒙虽一时慑于徐之兵威，不得不俯首相从，但外蒙活佛王公喇嘛等则多有欲待机而动者”。
直皖战争后，徐树铮下野。蒙古王公、喇嘛再次要求恢复自治，并不惜向日本借款600万元，勾结谢米诺夫部属恩格。1921年，恩格攻陷库伦，建立“外蒙古独立政府”，依旧以活佛为首领。中国政府虽任命了张作霖为蒙疆经略使，负责平定外蒙;但张志在关内，根本无意出兵。稍后，苏俄政府提议和中国一同出兵，消灭盘踞外蒙的沙俄余党。要求被拒绝后，苏俄径自以帮助中国平乱为借口，出兵外蒙，驱逐了退守恰克图的中国军队，又击败恩格所部，占领库伦。1921年7月，苏俄扶植的“蒙古人民革命政府”宣告成立。
综而言之，徐树铮收复外蒙之功，有着特殊的历史背景，并不意味着北洋时代中国国防力量有何可观之处。至于其过，则是纯以武力逼迫，埋下了外蒙复叛的隐患。一旦苏俄恢复实力，外蒙遂又被其控制。