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為了打下平涼，圖海與總兵官孫思克等對虎山墩進行了巡視。虎山墩位於平涼城北，高數十仞，是通往西北的餉道。圖海看了後說：「此地是平涼的咽喉，得到這個餉道，那麼此城可以不攻而下。」正在巡視中，有王輔臣兵萬餘突來迎戰，布列火器挨排。圖海立即指揮軍隊分路還擊，自巳至午，越戰越勇，叛軍被殺及墜崖而死者無數，清軍遂奪虎山墩，平涼全城盡在俯視之下。接著，圖海下令炮擊城中王輔臣軍營，軍民皆洶懼。六月初一，圖海軍據虎山墩斷平涼餉道，並派參議道周昌進城招撫王輔臣。周昌即周培公，荊門諸生，善用奇計。因輔佐振武將軍吳丹有功，以七品官錄用。圖海軍至潼關時，周昌求見，獻招撫王輔臣之策，圖海遂把他收為幕僚。王輔臣的總兵官黃九疇、布政使龔榮遇都是周昌的老鄉，他們屢次勸說王輔臣投降，並以蠟丸密報周昌。周昌遂將此事報給圖海，圖海決定招降王輔臣。
王輔臣此時已窮蹙無計，只好派其副將謝天恩隨周昌出城乞降。圖海立即上奏康熙，康熙命頒布赦令，撫慰之。初六日，圖海復令周昌入城宣詔。次日，王輔臣派布政使龔榮遇等率士民至清軍大營，獻上軍民冊。又派其子王繼楨及總兵蔡元等，上交吳三桂所頒給的敕書和印札。圖海見王輔臣並未親自出降，知其仍心懷疑懼，便於十三日又派周昌及前鋒侍衛保定圖海之侄再次入城，溫言開導。至十五日，王輔臣最終下定決心，親往圖海營中，叩頭謝恩，剃髮歸降。圖海遂傳令各營嚴整隊伍，只令副都統吳丹率數騎入城安撫，秋毫無犯。平涼城被圍日久，百姓慘遭戰爭塗炭，死亡過半。圖海命地方官賑濟窮乏，掩埋屍骨，安頓-。於是，遠近帖然，反叛者聞風相繼來歸。戰後，軍中-，圖海以諸將士記功牌上報兵部，而將記過牌全部焚毀，故深得軍心。
平涼城的收復，促進了西北局勢的好轉。體內六月，圖海派振武將軍佛尼勒、提督張勇、王進寶等追擊自秦州逃遁的吳之茂，於牡丹園擊敗之，又於西和縣北山再次擊敗之，斬獲無數，吳之茂僅以十餘騎逃遁。31圖海又派將軍穆占進攻樂門，將逃遁的王屏藩部擊敗於紅崖，收復了禮縣。於是，叛軍方面的固原巡撫陳彭、慶陽總兵周揚名、嘉峪關王好問、關山副將孔印雄等率所屬文武官員九百餘人、兵丁四萬八千二百餘名，陸續投誠。關隴地區遂平定。西北戰場的勝利，使全國局勢轉危為安。圖海處置得當，深得康熙帝讚許。
平定三藩
當時漢中、興安尚在叛軍手中，而平涼、慶陽初定，也人心不穩，所以圖海奏請分兵防守各關隘，另派一軍會同諸師征剿湖廣叛軍。
康熙十六年（1677年）三月、四月，圖海招撫了韓城叛軍，擊敗了五盤山、喬家山、塘坊廟、芭蕉園等地的叛軍，收復了塔什堡。
康熙十七年（1678年）三月，吳三桂在不斷受挫之後，于衡陽稱帝，並於當年秋天死去，他最後的一次垂死掙扎也未能扭轉局面。清兵卻抓住時機在湖南展開大規模-，從此叛軍一蹶不振。
鎮武將軍佛尼勒、副都統吳丹等在牛頭山、香泉等處擊敗叛軍，四川總督周有德、副都統覺和托等，在秦嶺擊敗叛軍，恢復了潼關堡五寨。
康熙十八年（1679年）二月，康熙帝命圖海速滅進犯寶雞之敵，恢復漢中、興安等地。九月，圖海分兵四路，進取漢中、興安。圖海親率將軍佛尼勒等由興安出發，總兵官程福亮為後援，駐守舊縣關；將軍畢力克圖、提督孫思克等由略陽出發，西寧總兵朱衣克為後援，駐守西河；將軍王進寶等由棧道進發，延綏總兵高孟為後援，駐守寶雞；提督趙良棟由徽州的巴都山進兵。十月，圖海軍至鎮安縣，分兩路進剿，行至火神廟，遇叛軍總兵王遇隆等拒戰，圖海軍擊敗之，渡干玉河，奪梁河關，叛軍逃入四川。當月，王進寶收復漢中，趙良棟收復徽縣、略陽，畢力克圖收復成縣、階州。十一月，圖海軍收復興安，又收復平利、紫陽、石泉、洵陽、白河及湖廣的竹山、竹溪、上津等縣。至此，陝西全省基本上已重新回到清廷的掌控之中。捷報陸續飛報朝廷，得旨嘉獎，下部議敘。不久，命圖海率大軍之半屯駐鳳翔，防守陝西全省。另一半由吳丹等統領督運糧餉。十二月，圖海上疏獲准，於現存半兵中撥發千人，令署副都統鄂克濟哈等統領，駐守要地漢中。
漢中、興安的收復，為清廷收復四川創造了有利條件。康熙十九年（1680年）正月，康熙帝諭議政大臣等說：「進取四川，以滿洲大兵為後應最為要策。」於是令圖海帥師前赴漢中，接濟進蜀諸軍糧餉。九月，清廷為消滅降而復叛的譚弘，命總督哈占由保寧出擊，圖海奉命酌發軍中滿漢兵為之聲援，以分敵勢。同月，圖海根據揭發，在漢中三河口地方，破獲了清廷通緝八年之久的「朱三太子案」的要犯楊起隆。
壽終正寢
康熙二十年（1681年）正月，圖海得悉叛軍併力進犯四川敘州諸處，請率兵赴援，康熙帝諭稱已派將往援，令圖海仍駐漢中防守秦蜀。長年在外征戰的圖海已積勞成疾。康熙帝對他深表關注，七月諭兵部說：「大將軍圖海年老有疾，今四川雲南漸次平定，可令攜大將軍敕印還京師。」十月，圖海還朝，康熙帝召見於乾清門，嘉勞之。十二月初十，圖海以病乞休，康熙帝加以慰留。十二月十九日，圖海病故。康熙帝命大臣侍衛往祭茶酒，賜銀三千兩及蟒緞鞍馬。