初次交鋒，察合臺汗國的騎兵比明軍預想的要謹慎得多，滑得像泥鰍，總共傷亡不到兩千人，就主動放棄了進攻。
明軍因為沒能有效消滅蒙古騎兵的有生力量，也不敢貿然前進。只是時間一長，對明軍形勢更不利。
如果想補充物資，必須進佔巴里城。但現在蒙古兵還很多，貿然攻城，容易遭到對方內外夾擊。如果想補充水，必須繼續前進，抵達城西的巴里湖。察合臺軍肯定會埋伏在到湖邊取水的必經之路。
靖江王讓曹楚材這個高參儘快想出辦法破局。
三天後，曹楚材決定將計就計，由張斧帶領騎兵和步兵中的四百名火槍手假裝到巴里湖邊去取水，準備打劫察合臺軍這夥強盜。
察合臺軍果然派了兩千騎兵前來襲擊。
由於擔心過早嚇跑對手，明軍這次沒有放火箭，只是以不快不慢的槍彈招呼蒙古騎兵。
不到小半個時辰，察合臺軍就傷亡六、七百人，再也不敢近前了。
張斧又把戰刀一揮，用蒙古語說道：“對面的蒙古人，難道你們的勇士都死完了嗎？”
對面的察合臺軍一聽，又組織了一次進攻，結果又是和剛才一樣，根本突破不了明軍的槍林彈雨。
察合臺軍士氣更為低落。
這時候張斧就指揮明軍以騎兵在前，步兵槍手在後，對蒙古兵發起反衝鋒。對面剩下的察合臺軍又是一鬨而散。
張斧一行順勢衝到明軍營地附近快五里的地方才又受到兩千蒙古兵的阻撓。
張斧這時又改變戰術，下令明軍分兩路作逃跑狀，一邊逃跑一邊打冷槍。
蒙古兵追了一陣子，也不敢再追了。
經過這一次試探，靖江王發現蒙古兵並不僅僅是謹慎，而是猥瑣，決定儘快組織攻城。
第二天凌晨，明軍以河西步兵守大營，遼東步兵在騎兵的掩護下順利攻入巴里城。
城內察合臺守軍並不多，見大勢已去，趕緊逃往城西和騎兵主力會合，一同西撤。
隨後明軍的進展很不順利。
五月二十日，靖江王帶領大軍繼續西進二百里，察合臺汗國始終不派主力和明軍決戰。
由於騎兵太少，明軍也不敢貿然尋找蒙古騎兵作戰。
同時，隨著明軍後方的補給線越來越長，盛凡的後勤部隊時而不時地受到蒙古小股騎兵的騷擾。
明軍在天山以北一時進入僵局。
到了五月底，曹楚材勸靖江王回師巴里城，沿途丟棄了一些前期繳獲，甚至是一些品質不高的軍馬，引誘蒙古騎兵追擊。
察合臺軍見狀，果然進行了追擊。但是他們前期吃過不少虧，並未過分靠近，放任明軍順利回到巴里城。
六月一日，察合臺軍又來了一批援軍，加起來大約有一萬五、六千人，把明軍圍困在巴里城。
曹楚材倒也不慌，讓明軍將在城內繳獲的五十多輛大車，進行簡單改裝，又從盛宣的步兵營和河西步兵中又抽出三百人，勉強組成了一個車兵營，準備用於突圍。
兩天後，明軍開始東撤。
蒙古騎兵卻主動讓出大路，好像很怕明軍的樣子，看起來就像一群狼倒退著給羊群讓路。
又過了一天，直到明軍離天山坂口越來越近的時候，察合臺汗國騎兵以為明軍要逃往天山以南，終於按耐不住，從四面八方嚮明軍發起衝鋒。
察合臺軍來勢洶洶，明軍也是期盼已久、好整以暇。
明軍本來是在一個小河邊行軍，靖江王就讓明軍又向河邊靠近了一些，依靠小河構築防禦陣地。
像以前一樣，察合臺軍第一輪的進攻迅速在明軍密集火箭的攻擊下崩潰。
但是不久之後，察合臺軍