1919年11月16日晚，徐树铮邀驻库伦都护使陈毅小聚。两人放量痛饮，徐树铮的酒量很厉害，把陈毅灌得酩酊大醉，昏昏睡去。一觉醒来，徐树铮告诉他，活佛哲布尊丹巴已经在给中央政府的呈文上签了字。
陈毅听了大吃一惊。原来徐树铮唯恐夜长梦多，都等不及让活佛再考虑考虑。就在他和陈毅举杯痛饮的同一时间，他办了一桌“鸿门宴”，令参谋将哲布尊丹巴等人请来吃饭，席间就有言在先：活佛不在呈文上签字，今晚谁也不能走！
对撤治而言，这是最关键的一天，陈毅和王公交涉了十多个月而未果的撤治问题，就在这一天以极其干净利落或者说“霸道”的方式解决了。
11月17日，外蒙自治政府将自愿撤治的呈文分别送交都护使陈毅、筹边使徐树铮，请求代转呈送北京政府。北京政府收到呈文后，徐世昌即以大总统身份发布明令，宣布取消外蒙自治，同时废除相应的中俄条约。
外蒙取消自治，是近代史上震惊中外的一件大事。徐树铮10月29日到库伦，11月17日尘埃落定，在短短的十八天时间里，他不须一枪一弹，不费一兵一卒，仅凭“恩威并施”手段的运用，就得以大功告成，使外蒙重归中华版图，确实是“非常之人，立非常之功”。
至此，徐树铮完成了一生之中最为得意也最为重要的一次壮举。11月24日，他载誉回京，向政府进行述职。各方面的贺电贺函已如雪片一般飞来，皖系内部自然是击掌相庆，梁士诒贺函云：“冒雪北征，保国安边，苦心远识，令人倾倒”。连孙中山也来电祝贺，称自清末以来，割地丧权之事不绝，中国已久无汉代陈汤、班超、傅介子那样能出塞为国建立殊勋的人物。徐树铮在短时间内就建此奇功，足以与上述这些古代人杰比肩称雄。
在当时南北对立的情况下，孙中山的这一表态引起了某些国民党人的抗议。孙中山不改初衷，批复道：“徐收回蒙古，功实过于傅介子、陈汤，公论自不可没。”
国务院决定裁撤库伦都护使署，原都护使陈毅奉调回京，改任豫威将军，外蒙事务交由筹边使署全权处理。不久，总统徐世昌又特派徐树铮为册封专使，负责到外蒙主持活佛的册封典礼。出使之前，徐树铮的老幕主段祺瑞亲率政府官员、议员百余人在故宫保和殿举行了欢送大会。
重返外蒙，紧张和忙碌已被轻松所代替，但心情却更为激动。上一次徐树铮随身所带的是“六十三条”，这次则是一本《汉书》。
徐树铮的诗文水平很高，自称填词海内第一，其诗句“美人颜色千丝发，大将功名十万骑”在当时广为人知，而它也恰好可以作为《汉书》的题记——如同孙中山所例举的那样，这本古书所记载的汉代，乃是中华民族历史上最伟大最雄健的时代之一，其间涌现出了太多的勇士和外交家，傅介子、张骞、陈汤、班超……。他们出使西域，安定边锤，言必行，行必果，其事迹至今读来仍令人血脉贲张。
徐树铮走一路，看一路，吟一路，途经驿站时，心潮澎湃，夜不能寐，便忍不住披衣下床，在驿馆墙上题写七律一首，开头第一句便是：“冲寒才觉铁衣轻，莫负荒沙万里行。”
徐树铮顶风冒雪，风尘仆仆地再次回到库伦。蒙人将徐树铮奉若神明，军民出郊十里，夹道相迎。进入库伦城后，大街小巷已经全都挂上了民国的五色国旗。
1920年元旦，徐树铮在库伦佛宫主持册封大典，典礼十分隆重，据蒙人说，乃千年未有之盛举。当徐树铮将册封令与七狮金印交到活佛哲布尊丹巴手中时，整个库伦城一片欢呼之声。
