徐在此以前，曾侦得库伦有日本兵约100余人，现在故意作此夸大之语，只不过要松井承认日本有驻军在库伦耳。果然，松井听到徐的诈语后，急忙辩道：“你这一情报是不确实的，我这里实在仅驻了120名武装部队呀。”徐听罢松井这一坦白的承认，即时大笑说：
“我并非准备与你们对垒作战，你们的驻军数目多少都与我无关！我所要问的是：你依据中日两国何项条约，公然在中国领土内的库伦驻军？”这时松井才明白徐的谈话用意所在，但一时却找不出适当的答复，嗫嚅了半天，才qiáng辩说：“这是我国政府因为库伦地方不靖，怕外jiāo人员的生命得不到保障，才派来少数军队，以策万全，并无其他用意。”
徐以松井的答词已越出范围，乃不再客气，决然答道：“两国之间，凡在任何一方面有所措施，而又牵涉到对方国家的利益时，必需根据事实，征得对方国的同意行之。你们现在驻军库伦，既无条约依据，又未得到中国政府同意，显然是违法行为。就请你在三小时之内，将你这120人的武器，送缴我驻库伦的办事处去，倘若超过了时限，则我所率的部队进入库伦时，如双方发生冲突，其一切责任须由阁下负之。”松井慑于徐的理直气壮，又怕徐果真带来了大量军队，其后果更难想象，乃借词拖延说：“阁下的要求未免太苛，而且也非我的权责所能答复，必须假以五天时限，等向政府请示后再作答复。”
此时徐已听出松井语气中，含有畏葸之意，只是想借此拖延时间而已，当以斩钉截铁的口吻答道：“此事的根本错误，系出于日方，阁下是代表日本政府的负责人，当然有责任替政府认错，并且也有责任改正这种错误。现在就请你拿出‘负责’的勇气，作一肯定的答复吧！”松井听徐的口气，料已没有回旋的余地，只是嘴对话筒，gān咳无语。于是，徐乃故意为他留一缓冲余地，说：“我们之间的谈话，就此告一段落，我现在就命令我的部队，将行程向后展延一个小时，希望你在这段时间里，和我的办事处长解决此一问题。我只凭我的办事处长一个电话决定行止了。”说罢之后，他犹恐对方再事罗嗦，乃不等对方回话，即将话筒一挂，扬长而去。果然不过半小时，库伦办事处的电话来了，向他报告说：“日本武官松井，已将驻库伦军队120人的武器，全部缴来。”于是徐立即下令，命80辆卡车，载着武装整齐的雄师，浩浩dàngdàng，开进了库伦。
徐树铮与驻库伦办事处长通过电话之后，即意兴豪迈地站在大道旁边，目送一辆一辆的兵车，向库伦方向驰去。他料知日本驻军解除武装之后，蒙人因失去奥援，对于将来取消自治的jiāo涉，一定顺利无阻；但又想到国内的政争和内战，正在方兴未通，就在得意与感慨jiāo织的情形之下，以“早发叨林”为题，作了七言律诗一首。诗曰：
冲寒自觉铁衣轻，莫负荒沙万里行，
似月似霜唯马啸，疑云疑雨问jī鸣。
中原搅辔信孤愤，大海回澜作夜声，
且促毡车趁遥曙，沉沉阊阖渐清明。
当他挥军进入库伦时，为了向蒙人炫耀武力，预先命令各部队长，每一辆卡车，限载20名官兵，并将每一士兵所携武器，尽量显露于外，使自车外观之，真合了俗语所谓“铠甲鲜明，枪刀如林”了。待兵车进入库伦市区，又特意绕着几条店铺连绵、人烟稠密的街巷，徐徐前行，然后才开向库伦西郊的红城（袁世凯当国时命令修建的驻军区域）。
但当车辆进入营区之后，并不准士兵下车，而由军官监视着，要士兵们都俯伏于车厢之内，然后自外以巨幅帆布覆盖，使车外看不到车内有人。安排妥当之后，将车重又开离营房，于离库伦不远之处，又重行杂入新来的兵车行列以内，一同进入库伦市区。就这样往往返返，把那些未见过世面的蒙古人，看得眼花撩乱，简直就不知西北军开来多少人马？接着，当日上午日本驻军的缴械事件，同时传遍库伦全城，使一般蒙古人对这位少年英俊的徐将军（徐是时的实际年龄40岁，不过看起来好像三十许人）敬若神明一般。
库伦西郊的红城营房，原是袁世凯派人督建的，其规模之大，足够五个师居住。徐树铮此番仅带来一旅人，其编制名额虽较一般部队为多，但8000多名官兵总无法住满这样大的一所营房。但徐对此亦早有安排，他在军队到达之前，即规定每一个连应住入容纳一团人的营房，且须在各营门外边布满卫兵，并严禁当地人民接近营区，以免泄露真相。因此蒙人以为各营房内皆住满军队。其数目至少应在5万人以上，却不知尚不足1万人。由于徐这一布置，对蒙古人的心理作战，已收了显著的胜着。
徐树铮于民国8年10月29日抵库伦后，即感觉蒙人秉性多疑，如在谈判jiāo涉时用翻译，不但将会失去原意，尤容易导致误会，故于抵库的第三日，即请来一名翻译人员，向之习学蒙语，并告左右人：“在我学习蒙古文之时，非有特别重要事故，概不会客。”当他在北京时，对蒙古语言亦曾留意及之，故仅费去两周的“恶补”时间，对蒙古普通语言即能畅谈无阻。及至11月14、15两天和蒙古“总理”巴特玛及各喇嘛会谈，就是他亲自用蒙语发言，而不用翻译的。由于他洋溢的天才与灵敏的手腕，仅在库伦住了22天（8年10月29日到达库伦，11月21日动车回京），即成功地使蒙古自动撤销自治。
小徐在库伦，于11月6日见到了哲布尊丹巴活佛。11月10日和陈毅谈到六十三条件问题，陈还是吞吞吐吐。小徐曾有电给徐世昌，报告当时情形，电云：
“顷陈使面约树铮明晚到署商酌蒙事条文，届时当约集李恩两副使，并率褚旅长其祥，杨参议志澄会同往商，庶免一二人偏见难洽。如虑人多泄密，树铮可以军法处之。
查陈使原拟条例定稿之初，树铮即有所闻，渠遣秘书huáng某甫到京，亦即知之，因未来见告，故亦不过问。huáng到六七日后，陈使忽电树铮，谓huáng有秘要赴京，到时祈面晤。
讵huáng晤时，踌躇其状，闪烁其神，吞吐其词。询其有何秘要，则云无他事，因请假赴奉，故都护嘱便道一催队伍耳。树铮更笑而遣之。树铮启行前一日，谒大总统叩辞，奉询及撤治条例事，饬取阅研考。归向院秘书厅借得外jiāo部签注原件，即携之北行。途次，日夕审核，颇悉利弊所在。意到库陈使必以见商，故早作准备。又来时，本望以筹边事业，问诸陈都护及各副使，公共计筹，明年开chūn，即可兴办。一备国家另设官额，一使外约之官，潜移默化，渐致为民治之区。于行时亦经陈明大总统鉴核，奉谕‘甚好，问陈为助，自是善策’。故停车之即夕，即取治蒙条例秘案，倾诚相示，而渠始终意殊不属，略与谈及撤治事，其闪烁吞吐，亦与huáng同。树铮不便再言，是以电陈意见，拟俟李恩两副使到后，公共商酌。嗣知陈使接政府中人秘授意旨，嘱其不须以条文相示，意在勾结一二蒙员，自行分报办理。