平定三藩之乱以后，康熙皇帝一方面进行收复台湾之役、稳定东南海疆，另一方面则反击沙俄吞食侵略，稳定东北边疆。
山海关外的东北地区是满族的故乡。沙俄殖民主义者趁满族清兵入关争夺中央政权之机，将侵略魔爪伸向了白山黑水。顺治时期和康熙初年，中原多事，无暇顾及东北。康熙亲政以后密切注视沙俄的侵略动向，曾多次派人调查东北的地理交通和风土人情。长白山下，他率官兵围猎习武；松花江上，他泛舟检阅水师。半个月的巡视期间，康熙皇帝了解当地军民情况，批阅奏章文书，调整有关政策，减免当年正项地丁钱粮，革除兵丁繁重差役。回京后又于次年六月将隐瞒当地农业生产状况、不恤戍卒困苦的宁古塔（今黑龙江省）将军巴海革职。这些措施体现了康熙皇帝休息军民、建设和巩固反侵略战争大后方的战略思想。
当然，康熙并非穷兵黩武。他虽然在着手反侵略战争的准备工作，但始终没有放弃通过和平外交方式解决中俄边境问题的努力。康熙九年（1670年），清政府派遣沙兰出使已被沙俄占据的尼布楚，要求俄方停止侵略活动，并邀请俄方派遣使臣来中国谈判。同年，康熙又派孟额德到尼布楚，向俄方当局表达了清廷通过外交途径解决与沙俄边境纠纷和彼此和平相处的愿望。
俄国沙皇贪婪而狡猾。一方面，他派遣使臣赴华，名义上是进行和谈，实际上则肩负着谍报活动的使命。他们通过洋教士搞到一份机密地图。该地图上清楚地绘制着清朝在西伯利亚地区的所有城堡要塞和军事部署。另一方面，沙俄趁清政府倾全国之力平定三藩之际，加剧了对我国北方领土的扩张活动。
康熙二十一年（1682年），康熙皇帝在力平三藩之乱以后亲巡东北，又派副都统郎坦、彭春等以行猎为名，调查黑龙江勘察雅克萨一带地形和沙俄兵力部署情况。郎坦回报：沙俄驻兵不多，雅克萨可以用兵。康熙遂定武装征俄之策。次年，康熙先派户部尚书伊桑阿赴宁古塔设厂制造战舰，筑瑗珲、呼玛尔两城以为屯兵聚粮基地，配置驿站以传递信息、运输饷械。康熙二十二年（1683年）又任命萨布素为黑龙江将军率兵屯驻瑗珲，以备长期守边。他命令理藩院和礼部分别从蒙古、朝鲜购买耕畜农具运送瑗珲，要萨布素带领屯田士卒“小心从事”。康熙还命令车臣汉与沙俄断绝贸易，派兵收割沙俄殖民地的庄稼——康熙皇帝下定决心，以军屯对付殖民，一定要将沙俄“挤”出中国东北。康熙二十二年，沙俄哥萨克自雅克萨出动开到黑龙江下游，一直进至瑗珲附近，萨布素以兵相迎，边地各族部众纷纷配合，痛击侵略者，俘60余名押送齐齐哈尔囚禁。
康熙二十三年（1684年），萨布素率清军开到雅克萨城下，雅克萨首领从叶尼塞斯克城引来大批援兵，与清军对峙。康熙二十四年（1685年）正月，康熙命令都统彭春率满洲八旗兵3000人分水陆两军北征。六月二十四日，北征大军对雅克萨形成夹击之势，逼得雅克萨守敌走投无路被迫投降，请求收兵撤回尼布楚。为了在气势上征服侵略者，彭春仍遵照康熙旨令，放还降敌一条生路，其中有45名自愿留在中国，彭春准许，后来将其编为“俄罗斯营”效力疆场。
那些在中国的土地上杀戮抢掠多年的“罗刹”夹尾鼠窜以后，清军彻底拆毁了雅克萨城即撤回瑗珲，萨布素则率师移驻新筑的墨尔根城总理黑龙江全境军政事务。但是，墨迹未干，沙俄军雅克萨降将亚历克西·托尔布津率残兵败卒和尼布楚援军卷土重来，又在原雅克萨旧址附近修筑城堡工事，增储饷械，企图永远占据这块向中国进行领土扩张的据点。消息传到北京，康熙立刻命令萨布素增修战船，移驻瑗珲，并增调乌拉、宁古塔水陆大军协力并进，同时任命副都统郎坦前往瑗珲参赞军务。他受命郎坦：对守敌要全歼，对降敌要克制；战役结束以后须驻兵守卫雅克萨。看来，为了保卫边疆领土，康熙皇帝决心与沙俄打一场军事外交持久战——直到缔约划界为止。
康熙二十五年（1686年）七月，萨布素督率大军8000人，战舰150艘，大炮400门围攻雅克萨。清军在城外挖掘工事，修建堡垒，长围久困，城中守敌多次突围求援均被拦击截回。到年底，雅克萨守敌饥饿病亡甚众，仅存60余人。清军在城南北两面修筑炮台，准备将雅克萨夷为平地。沙俄迫于清军的强大攻势，不得不同意通过外交和谈来解决中俄边界问题。十二月十日，康熙命令萨布素后撤三里以外，允许俄人自由出入雅克萨——但不得带来援军，否则即合围攻城，玉石俱焚！至康熙二十八年（1689年）《尼布楚条约》谈判正式开始，清军才完全解围，退回瑗珲和墨尔根两城。
谈判于八月二十二日开始。康熙二十八年（1689年）九月七日，中俄双方代表经过近一个月的唇枪舌剑和斗智斗勇，终于握手言和，签订了中俄东段边界条约——历史上著名的《尼布楚条约》。该约共6款，以满、汉、蒙、俄和拉丁等五种文字刻成界碑，明确规定：西自格尔必齐河，沿额尔古纳河、大兴安岭向东至海为中俄疆界，确认了黑龙江和乌苏里江流域为中国领土；中国将尼布楚削让给俄国。条约还就两国边境贸易、边民往来及逃人引渡等事宜做了具体规定。
康熙皇帝两次雅克萨自卫反击战，坚持主权、和平、互利原则，从休息军民和国内政治安定的全局着眼，适时地派遣使臣谈判，签订了中俄历史上第一个平等的边界条约。他在解决中俄东段边界冲突问题上的每一项战略举措，无不体现出一个伟大的政治家、军事家和外交家的气度。他领导他的军队和臣民有效地遏制住了17世纪沙俄侵略势力的东犯，维护了国家的领土主权，赢得中国东北边疆地区此后100多年的和平稳定，因此，他也作为一个伟大的民族英雄载入史册，活在人们心中。