库伦位于蒙古高原中部、狼居胥山南端、鄂尔浑河支流图拉河畔，海拔1351米。这里地处内陆，属典型的大陆性气候，冬季最低气温达零下40℃，夏季最高气温达35℃，年平均气温零下2．9℃。
它的南北两面是连绵起伏的群山，清澈的图拉河从城南的博格多山脚下自东向西缓缓流过，东西两面为广阔的草原，城市主要街区坐落在图拉河北岸。
这是一个历史悠久的城市。它始建于1639年，当时称“乌尔格”，蒙语为“宫殿”之意，为喀尔喀蒙古“活佛”哲布尊巴一世的驻地。哲布尊巴丹是藏蒙的八位活佛之一，地位崇高，仅次于达|赖和班|禅。
“乌尔格”在此后的150年中，游移于附近一带。1778年起，逐渐定居于现址附近，并取名“库伦”和“大库伦”，蒙古语为“大寺院”之意。
狼居胥山是蒙古圣山。根据《蒙古秘史》，成吉思汗葬于不儿罕山（今今天这里），中国汉代称狼居胥山。西汉汉武帝元狩四年（前119年），大将霍去病曾追杀匈奴至狼居胥山，并封狼居胥山以祭天，祭地禅礼于姑衍山举行，史称“封狼居胥山，禅于姑衍，登临翰海，执卤（虏）获丑七万有四百四十三级”。
时任蒙古“内阁总理”的巴德玛•多尔济与哲布尊丹巴活佛对张汉卿“安蒙军”的进入早有准备。他们召集了各盟旗独立势力，招募了近2万名满清灭亡后流落在蒙的旧式官兵、匪军、白俄军，连同各王族麾下的奴仆，共武装了约30000人，编成5个旅。
在王族势力代表博克多格的指挥下，他们于库伦城下摆开防守阵势，利用南北环山的地利优势，及“安蒙军”后勤不利的条件，想以持久战术拖垮“安蒙军”，并期待苏俄支持。博克多格在库伦城东面部署了主力三个旅，在城西及城南各安置了一个旅。
郭松龄与张汉卿、戢翼翘召集“安蒙军”团以上军官召开军事会议。这个时候，担任后军指挥官的韩麟春部距此地还有百里，主要负责处理后勤补给。与会诸将一致决定不再等待，就以现有兵力完成歼灭叛军的任务绰绰有余。
在会上，张汉卿富有鼓动性地说：“ 我军以王师之义讨逆，士气旺盛，装备精良，此一战可奠定蒙古局势，给分裂国家者以重创。传令全军，在库伦城中吃早饭！我会电呈政|府，在狼居胥山上立碑纪念蒙古光复之盛会。”
他强调了此战的意义，他说：“自清末以来，蒙古分裂势力看到清廷虚弱，在俄国和日本人的挑唆下一直想重建所谓蒙元盛世，这是个附在国家身上的毒瘤，不痛打不足以震慑这伙人，所以我们要以雷霆之力，一举歼灭这股敌人，让他们提到安蒙军就怕。这一仗，争取打出五十年的和平来！”
入蒙以来，政治部已经向广大官兵宣讲了此次作战的正义性，把安定蒙古提高到可以与左宗棠入疆之战相媲美的历史功业上来。根据张汉卿的表述，收复蒙古具有让中国北方和平很长一段时间的战略意义，也是一次对境外势力企图分裂我国的一次正面回击。所以此战必须胜，而且要大胜。
官兵们都知道安蒙军无论从装备还是人数上都比对方强了不止一个档次，此战又有重大的历史意义，每个人都自觉地把自己代入到为国收复领土的英雄主义高度。此外这两个师的骨干都是从歼灭巴布所布匪徒之战中起家，因此对于蒙匪的战斗力是蔑视的。所以上下都充满着必胜的意念，战斗士气高昂。
按照既定的部署，安蒙军集中了强有力的炮兵部队：卫队师的师属炮兵营力量、一个独立炮兵营，配合两个步兵团，强攻城东正面防守阵形，由郭松龄带领。以张诚德的骑兵旅从城南宗莫德方向切入、强渡图拉河并迂回杀向其阵后。以师属骑兵团作为疑兵在城西方向来回游走以牵制并阻断守军北逃路线。张汉卿及两个步兵团为总预备队。
此战总的原则是以最大杀伤为目的，要让对方吓破胆，而不是打败他们----以如此优势的火力、人数和训练素养，如果在正面打不败对方，一堆人都可以回家奶孩子了。
凌晨5时，炮兵两个营共36门山炮齐响，三路兵马齐出，一时杀声震天。“安蒙军”大笑着互相打气，“到库伦吃早饭”成为“安蒙军”英雄主义的壮志豪言。
炮兵团所在正面战场，蒙军经受了一次大规模炮袭后魂飞魄散。这些人大部分为临时招募的，有些人平时连枪都没摸过，听到耳边传来的震耳的炮吼声和被击中同袍们痛苦的呻|吟声，如何不害怕？胡乱开枪者有之，拖枪后退者有之，弃枪仆地者有之。“安蒙军”步兵尚未冲锋，蒙军自己先乱作一团。炮击下战壕中死亡的不过百十人，因逃跑时而被炮火击毙者竟达数百人！
幸亏有部分满清遗老留下的护卫和滞留蒙城的老兵油子、土匪经历过大战，又有各级军官挥枪在后押阵，逃跑的蒙军见后有执法队，左右还没败退，于是陆续又转了回来。
“安蒙军”一轮炮击后，步兵团推进，炮兵攻击半径随之扩大。
正当蒙军一些有经验的老兵们以为步兵攻击开始时，准备组织近战时，新一轮炮击又开始了。这一次猝不及防，许多正在列阵的蒙军成堆被炸死。
可恶的“安蒙军”炮弹似是无穷无尽，一波又一波地向蒙军阵地飞来。而蒙军只有满清留下的十来门小炮，火力不及不说，射程还不到“安蒙军”大炮的一半，只有看着炮弹从步兵头顶飞过却无可奈何。博克多格一早即在前线指挥，见“安蒙军”火力猛烈，情知东线是突击主力，急忙调其它两处部队加入战场。郭松龄正要他如此做，反正一发炮弹也是炸一堆，两堆人合在一起仍是一堆。
炮兵部队起初还担心炮弹倾泄过多，要不了多久，整个炮兵部队都将弹绝。可是张汉卿、郭松龄都认为只要战胜这一仗，蒙古将无恶仗可打，因此主张严厉打击，以体现王师的强大，将蒙军的士气打散，将蒙人的心收回。
也幸亏沈阳兵工厂雄厚的底蕴，虽然奉军各师都至少装备了一个炮兵营，但是他们的炮弹从去年起就已经完全可以自给。此次入蒙后，至少有一个团的后勤部队专为前线调运炮弹，因此安蒙军打起来才能得心应手。半个小时不要钱似的炮击后，已消耗所带炮弹的大半了。俟对面的蒙军援军到达后，传令打起信号弹。
正在城南隐蔽待命的张诚德骑兵旅听得城东炮声隆隆，手下士兵心正痒痒，被张诚德强行按捺。他这一股力量是此次战役的决定力量，要在城南敌兵被抽调之后，以骑兵的快速优势抢先攻进，然后迂回至城东守军背后，形成两面夹击之势。他焦急地等待参谋长郭松龄的进攻命令，在东北讲武堂他对郭多有认识，郭是个令行禁止的新派军官，重视纪律的严明。
“呯！”地一声巨响，如烟花在半空里绽放，这是进攻的号令，参谋长终于让他的部队有所作为了。张诚德精神一振，大喝一声说：“上马！”
他抽出马刀，在半空中挽出一个刀花，大声说：“各团以前所部署，全速进攻。一路上不得迟疑，不得收俘，不得下马，不给敌人喘息的机会！”四个骑兵团，如四条洪流乌压压地向前涌去。留守的蒙军被沉闷的马蹄声所惊耸，齐声大叫：“敌袭！”
此时虽然告别了冷兵器作战，但是中国以步枪为主力的热兵|器尚不能对骑兵作出有效的杀伤，致使在非正面战场，骑兵作为古老兵种，仍在中国战场持续了二十多年。
从民国元年末组织第一骑兵旅，旅长陈文运（日本士官生）参考国外骑兵编制的变化，建议在骑兵团下取消营级，团直辖连，骑兵连改为辖四个排的大连，即所谓的“大团小连”，得到采纳。改制后的师属骑兵团辖三至四个骑兵连，五六百人；骑兵旅下的骑兵团辖五个骑兵连和一个机枪连，九百余人。编制的约化提高了作战效率，同时数目的减少也与当时国内外骑兵作用的减小有密切关系。
奉军在张汉卿改编后对骑兵的编制作了稍许变化：骑兵连辖4个排，师属骑兵团辖4个骑兵连及1个机枪连，约1130人；骑兵旅为骑兵最大编制，下辖4个编制为5个骑兵连的骑兵团及1个后勤营，共约6100人。这是因为在东北地理广阔、军队尚谈不上机械化的条件下，骑兵可作为“奇兵”起到突击及突袭的作用。
在与没有重机枪、缺少大炮的蒙军作战时，快速的骑兵确实是步兵的天敌。这也是张汉卿与郭松龄要让张诚德骑兵旅作为致胜的主力的原因。
想一想数千匹战马狂奔的场面是何等惊人，一部分蒙军已识趣地丢下枪：驻守城南的一个旅刚被调走半数，剩下的2500残兵是无论如何抗不住这雷霆一击的。