初次交锋，察合台汗国的骑兵比明军预想的要谨慎得多，滑得像泥鳅，总共伤亡不到两千人，就主动放弃了进攻。 明军因为没能有效消灭蒙古骑兵的有生力量，也不敢贸然前进。只是时间一长，对明军形势更不利。 如果想补充物资，必须进占巴里城。但现在蒙古兵还很多，贸然攻城，容易遭到对方内外夹击。如果想补充水，必须继续前进，抵达城西的巴里湖。察合台军肯定会埋伏在到湖边取水的必经之路。 靖江王让曹楚材这个高参尽快想出办法破局。 三天后，曹楚材决定将计就计，由张斧带领骑兵和步兵中的四百名火枪手假装到巴里湖边去取水，准备打劫察合台军这伙强盗。 察合台军果然派了两千骑兵前来袭击。 由于担心过早吓跑对手，明军这次没有放火箭，只是以不快不慢的枪弹招呼蒙古骑兵。 不到小半个时辰，察合台军就伤亡六、七百人，再也不敢近前了。 张斧又把战刀一挥，用蒙古语说道：“对面的蒙古人，难道你们的勇士都死完了吗？” 对面的察合台军一听，又组织了一次进攻，结果又是和刚才一样，根本突破不了明军的枪林弹雨。 察合台军士气更为低落。 这时候张斧就指挥明军以骑兵在前，步兵枪手在后，对蒙古兵发起反冲锋。对面剩下的察合台军又是一哄而散。 张斧一行顺势冲到明军营地附近快五里的地方才又受到两千蒙古兵的阻挠。 张斧这时又改变战术，下令明军分两路作逃跑状，一边逃跑一边打冷枪。 蒙古兵追了一阵子，也不敢再追了。 经过这一次试探，靖江王发现蒙古兵并不仅仅是谨慎，而是猥琐，决定尽快组织攻城。 第二天凌晨，明军以河西步兵守大营，辽东步兵在骑兵的掩护下顺利攻入巴里城。 城内察合台守军并不多，见大势已去，赶紧逃往城西和骑兵主力会合，一同西撤。 随后明军的进展很不顺利。 五月二十日，靖江王带领大军继续西进二百里，察合台汗国始终不派主力和明军决战。 由于骑兵太少，明军也不敢贸然寻找蒙古骑兵作战。 同时，随着明军后方的补给线越来越长，盛凡的后勤部队时而不时地受到蒙古小股骑兵的骚扰。 明军在天山以北一时进入僵局。 到了五月底，曹楚材劝靖江王回师巴里城，沿途丢弃了一些前期缴获，甚至是一些品质不高的军马，引诱蒙古骑兵追击。 察合台军见状，果然进行了追击。但是他们前期吃过不少亏，并未过分靠近，放任明军顺利回到巴里城。 六月一日，察合台军又来了一批援军，加起来大约有一万五、六千人，把明军围困在巴里城。 曹楚材倒也不慌，让明军将在城内缴获的五十多辆大车，进行简单改装，又从盛宣的步兵营和河西步兵中又抽出三百人，勉强组成了一个车兵营，准备用于突围。 两天后，明军开始东撤。 蒙古骑兵却主动让出大路，好像很怕明军的样子，看起来就像一群狼倒退着给羊群让路。 又过了一天，直到明军离天山坂口越来越近的时候，察合台汗国骑兵以为明军要逃往天山以南，终于按耐不住，从四面八方向明军发起冲锋。 察合台军来势汹汹，明军也是期盼已久、好整以暇。 明军本来是在一个小河边行军，靖江王就让明军又向河边靠近了一些，依靠小河构筑防御阵地。 像以前一样，察合台军第一轮的进攻迅速在明军密集火箭的攻击下崩溃。 但是不久之后，察合台军就好像受到高人指点一样，以小股骑兵在侧翼不停袭扰，消耗明军的火箭和弹药。 到了傍晚，明军已经在河边构筑了牢固的防御阵地。 察合台军也损失了近两千人，停止了进攻，在远处扎营。但有一支蒙古骑兵在夜色的掩护下，远远地撤离了战场。 草草吃过晚饭，曹楚材看着眼前的河水越来越小，总感觉不大对劲，连忙找到靖江王：“王爷，我们赶快转移阵地吧。” 靖江王说道：“现在天色已晚，而且兄弟们都非常疲惫，待明天 再说吧。” 曹楚材提醒道：“现在正值天山雪水融化，如果察合台军在上游筑坝，半夜再决堤，后果将不堪设想。” 靖江王一听，也是吓了一身冷汗，下令部队赶紧转移阵地，向南急行军三十里，来到来时的天山山口附近，找了一个地势相对较高的地方，再次安营扎寨。 明军撤退不久，原有的阵地果然被大水漫延。 第二天，领头的蒙古大将见没有淹死明军，气急败坏，再次带人将明军团团围住。 靖江王只好一边应敌，一边派人冒死突出重围求援。
