“吴疯子”的作战计划更激进，亲自率领快速纵队前插，沿途设置联络点，为后方大部队探路，预计7天到达库伦，实施“斩首计划”，如果斩首失利，则等后方大部队，约3—5天到达。
快速纵队，总兵力1500人，有“山猫”，24辆，高机动，敞篷，架设机枪，重卡96辆，作为主力运载平台，部分改装为机枪车或迫击炮车，重卡运输车，24辆，总计车辆约144辆。
同时携带有10挺重机枪，40挺轻机枪，12门80mm迫击炮，6门37mm步兵炮，余下是“30式步枪”，以及手雷若干。
那么会不会兵力不足呢？
实际上，“战略支援科”的情报部门早就把库伦的情况摸清楚了。
库伦的武装一共有3支，哲布尊丹巴的直属宫廷卫队，约400人，装备约150支莫辛-纳甘m1891步枪，2-3挺马克沁机枪，其余全是杂牌货。
亲俄王公私兵约1000人，分属数十个王公，装备少量的伯丹步枪，大量前装火枪、马刀、弓箭，以骑兵为主。
大俄领事馆卫队，有1个哥萨克骑兵连，约80人，全员装备莫辛-纳甘骑枪，配属2挺麦德森轻机枪，1门37mm步兵炮。
第三天，快速纵队驶入呼伦贝尔大草原。
第四天，强渡克鲁伦河。
第五天，快速纵队进入喀尔喀草原，这里是车臣汗部的牧场。
第六天，到达蒙古高原的东北缘，地处车臣汗部与土谢图汗部交界地带，克鲁伦河支流与土拉河从不儿罕山脚下流过，不儿罕山是成吉思汗的崛起之地，是蒙古的“圣山”。
第七天，快速纵队到达库伦城外围，全员休整2个小时，子夜时分，发起突击。
子夜是23点至次日凌晨1点，是一天中最困顿，戒备最松懈的时刻，零下二十度的寒气冻结了一切活物，万籁俱寂，只有甘丹寺和几处王公府邸尚有零星灯火，绝大多数人，包括哨兵，都在与酷寒和困意作着本能斗争。
吴佩孚分兵三处，分别是第一目标甘丹寺，这里是哲布尊丹巴活佛的宫廷，这是“斩首计划”的关键，能抓活的最好。
第二目标是亲俄王公府邸，如杭达多尔济等十余人。
第三目标是大俄领事馆。
子夜时分，第八世哲布尊丹巴活佛正在冬宫的内殿进行晨间诵经前的准备，宫廷卫队长官已就寝，仅百余名卫兵在宫墙内外瑟缩值守。
12辆“山猫”载着特战队员，引擎熄火，利用斜坡滑行至宫墙下，突击队员抛出飞钩，在37mm步兵炮的直瞄掩护下，翻墙而入。
寺院内，与宫廷卫队交火，第一队员们用手雷和冲锋枪清理门房与哨塔，从内部打开包铁宫门，6辆架着重机枪的“山猫”轰鸣着冲入，直扑冬宫。
睡梦中的其他卫队被枪声惊醒，仓皇组织抵抗，瞬间被交叉火力吞噬，吴佩孚亲率一队人冲入内殿，在经堂将身着法衣，惊骇欲绝的哲布尊丹巴及其经师控制。
全程用时18分钟。
杭达多尔济等亲俄王公，均在自家坚固的府邸或寺庙中安睡，私兵分散在城中各处营房或主家周边，毫无组织。
第二队用“重卡”车队分兵封锁各主要街道和王公府邸，车载轻机枪和迫击炮对天进行警告性射击，并用蒙语高音喇叭循环喊话：“放下武器，原地跪降！抗者立毙！”
在甘丹寺得手同时，各小队依据情报，同步破门闯入目标王公卧室，将衣衫不整的杭达多尔济等十余位核心人物从被窝中拖出，集中看押。
失去主心骨的私兵，大部分在惊恐中投降，少数试图冲击街垒的骑兵，被重机枪组成的火网成片扫倒。
主要抵抗在25分钟内平息。
大俄领事馆的哥萨克卫队，在第一声爆炸响起时已全员惊醒，在领事馆石制主楼内仓促布防，他们训练有素，是唯一及时做出有效反应的力量。
第三队的8辆“山猫”和4辆武装重卡将领事馆围成铁桶，重机枪火力彻底封锁所有门窗。
三队长要求俄军放下武器投降，但被俄军子弹拒绝，直至吴佩孚前来，下令强攻。
6门80mm迫击炮在300米外建立阵地，进行急速射，高爆弹雨点般砸向楼顶和院内工事，同时，37mm步兵炮抵近直射，轰开楼体承重石墙。
炮火覆盖五分钟后，建筑已多处坍塌起火，在机枪掩护下突入，第三队用手雷和冲锋枪逐屋清剿。
40分钟内结束结束，俄军卫队八十人全员被歼，无一投降。
第八天，黎明。
吴佩孚接管库伦安防，枪声已停，全城戒严，唯有引擎的轰鸣，和整齐的踏步声在街道回响，民众们有的吓得在家里不敢动，有的则好奇的看着街上的汉人军队。
上午八时，甘丹寺大殿。
哲布尊丹巴八世脸色惨白，在吴佩孚与特派员的“陪同”下，面对被“请来”的诸王公、喇嘛，以及闻讯聚拢的部分民众，颤抖的宣读了由琼州方面事先拟的以蒙汉双语写成的《归政公告》：
“.......上国天兵，拯我朔漠于奸俄之手，复朗朗乾坤。自即日起，蒙古各部重归华夏一统，遵奉琼州汤总长之号令，行新政，御外侮，共享太平。前此一切伪约悉数作废.......此乃佛陀之意，亦万民之望。钦此。”
公告被专人迅速抄写多份，盖上哲布尊丹巴的法印，由宫廷骑兵分送草原各部。
1909年，10月20日，蒙古收复，三天后，全世界哗然，一支军队，用七天时间，大范围奔袭1200公里，穿越了荒漠、高原、草原，将一片几近分离的国土，重新钉回了华夏的版图。
大俄的高层都被干懵了，他们在蒙古付出多年的心血毁于一旦，并且大使馆还被人轰掉了，面子、里子掉了一地。
而且，琼州陆军总部还要求吴佩孚，在库伦以北的色楞格河上游要隘、买卖城一线驻防，兵锋直指大俄的恰克图，一副你要来，我就干你的样子。
买卖城与恰克图隔着一条色楞格河，距离不过百米，在买卖城的东南和东北侧，是一系列连绵的丘陵和山地，是河谷东侧的制高点。
谁能控制这个高地，谁就拥有战场单向透明权，炮兵观察所设于此，可指挥火力覆盖整个河谷、买卖城—恰克图，及俄方纵深。
问题是，大俄的精锐部队已经被调往西边的高加索区域，准备配合英国佬南下波斯，恰克图地区兵力空虚。