11月17日，外蒙古自治政府將自願撤治的呈文分別送交都護使陳毅、籌邊使徐樹錚，請求代轉呈送北京政府。北京政府收到呈文後，徐世昌即以大總統身份發布明令，宣布取消外蒙古自治，同時廢除相應的中俄條約。
外蒙古取消自治，是當時震驚中外的一件大事。徐樹錚10月29日到庫倫，11月17日塵埃落定，在短短的18天時間裡，他不用一槍一彈，不費一兵一卒，僅憑“恩威並施”手段的運用，就得以大功告成，使外蒙古重歸中華版圖，確實是“非常之人，立非常之功”。
至此，徐樹錚完成了一生之中最為得意也最為重要的一次壯舉。 11月24日，他載譽回京，向政府述職。各方面的賀電賀函已如雪片一般飛來，皖系內部自然是擊掌相慶。梁士詒賀函雲：“冒雪北征，保國安邊，苦心遠識，令人傾倒。”連孫中山也來電祝賀，稱自清末以來，割地喪權之事不絕，中國已久無漢代陳湯、班超、傅介子那樣能出塞為國建立殊勳的人物。徐樹錚在短時間內就建此奇功，足以與上述這些古代人傑比肩稱雄。
在當時南北對立的情況下，孫中山的這一表態引起了某些國民黨人的抗議。孫中山不改初衷，批復道：“徐收回蒙古，功實過於傅介子、陳湯，公論自不可沒。”
對徐樹錚建功塞外，最為高興的恐怕還得數“老幕主”段祺瑞了。老段出面希望徐世昌、靳雲鵬論功行賞，將靳雲鵬所兼的陸軍總長授予徐樹錚。
對於徐樹錚的功勞，徐、靳自然也都讚不絕口，但段祺瑞此議一出，不僅靳雲鵬不願意，表示“礙難照辦”，徐世昌也不贊同。徐世昌認為，國務院裡如果插入了徐樹錚，內閣恐怕將從此多事，不會有一天安靜日子。現在府院之間尚無甚麼衝突，若因此生出什麼事來就不好辦了。
徐樹錚本人倒不一定特別想進內閣，但他提出，既叫他負責西北邊防，那麼所有西北各省都應劃歸他統一管轄。靳雲鵬一聽，更不樂意了，說這等於割裂中央政權，形成國家中的國家，比廣東獨立的形勢還要糟。
徐世昌說得更實際：“小徐是援清朝開國時左將軍的舊例，要把自己的地位凌駕於各省督軍之上，可是要叫他們（各省督軍）頭上再戴一頂帽子，他們未必肯幹吧。”
雖然徐樹錚的要求未能得到滿足，但他在西北特別是外蒙古的地位已無可動搖。國務院決定裁撤庫倫都護使署，原都護使陳毅奉調回京，改任豫威將軍，外蒙古事務交由籌邊使署全權處理。
不久，徐世昌又特派徐樹錚為冊封專使，負責到外蒙古主持活佛的冊封典禮。出使之前，段祺瑞親率政府官員、議員百餘人在故宮保和殿舉行了歡送大會。
重返外蒙古，緊張和忙碌已被輕鬆所代替，但心情卻更為激動。上一次徐樹錚隨身所帶的是“六十三條”，這次則是一本《漢書》。
徐樹錚的詩文水平很高，自稱填詞海內第一，其詩句“美人顏色千絲發，大將功名十萬騎”在當時廣為人知，而它也恰好可以作為《漢書》的題記——如同孫中山所列舉的那樣，這本古書所記載的漢代，乃是中華民族歷史上最偉大最雄健的時代之一，其間湧現出了太多的勇士和外交家，傅介子、張騫、陳湯、班超……他們出使西域，安定邊陲，言必信，行必果，其事蹟至今讀來仍令人血脈賁張。
徐樹錚走一路，看一路，吟一路，途經驛站時，心潮澎湃，夜不能寐，便忍不住披衣下床，在驛館牆上題寫七律一首，開頭第一句便是：“衝寒才覺鐵衣輕，莫負荒沙萬里行。”
徐樹錚頂風冒雪，風塵僕僕地再次回到庫倫。外蒙古軍民出郊十里，夾道相迎。進入庫倫城後，大街小巷已經全都掛上了民國的五色國旗。
1920年元旦，徐樹錚在庫倫佛宮主持冊封大典，典禮十分隆重。據蒙古人說，乃千年未有之盛舉。當徐樹錚將冊封令與七獅金印交到活佛哲布尊丹巴手中時，整個庫倫城一片歡呼之聲。
當天，北京政府明令授徐樹錚勳二位。志得意滿之餘，徐樹錚決心施展抱負，悉心籌謀治理外蒙古，並進一步爭取蒙古人的信任。