接着，兆惠又于乾隆二十二年率部乘胜进抵乌鲁木齐，在这里，兆惠部与噶勒臧尔多济、扎那噶尔多部等叛军一日作战十余次，但终因叛军众多，兆惠部经过恶战人马损失过半，又值天降大雪，所部遂为叛军所围。面对危机，临危不乱的兆惠丝毫未自乱阵脚，他一面号召将士怀着必胜之心，另一面让勇士突围出去请求救兵。
乾隆帝闻迅为了嘉奖兆惠之功，下旨晋封兆惠为一等武毅伯、授户部尚书、镶白旗汉军都统、领侍卫内大臣。
不久，图伦援军到，兆惠部与援军里应外合，彻底打败了叛军，至此北疆遂平。阿睦尔撒纳远遁至俄罗斯，从此足迹再没有踏入北疆半步。
就在同年的十二月，南疆的大小和卓乘兆惠平定北疆之际发动了叛乱。经过北疆之战，乾隆帝知道兆惠的真实能力，因此乾隆帝任命他为定边大将军，总统平定南疆大小和卓叛乱事宜。
这场平叛战争整整持续了两年之久，由于大小和卓叛军所持武器均是当时最先进的火器，尽管他们的人数不多，但叛军在战争初期仗着武器先进，着实让大多数持着弓箭等原始武器的清军吃了不少大亏。
尤其是在黑水营一战中，叛军集结重兵，趁着天寒地冻之有利时机，他们从十月到来年正月整整围困兆惠部达数月之久。
“能撑过黑水营……兆惠是真的狠啊……”