康熙三十五年（公元1690年），盘踞西域的准噶尔汗国首领噶尔丹大汗，在沙俄的怂恿支持下，率军进攻大清帝国的外藩喀尔喀蒙古，当时的准噶尔正处于鼎盛时代，噶尔丹麾下兵多将广，又有沙俄的支持，准噶尔骑兵遂迅速击溃了喀尔喀蒙古（外蒙古）各部的骑兵，进而控制了喀尔喀蒙古。之后又借口追击喀尔喀蒙古残部，突入大清帝国的内藩内蒙古乌朱穆沁地区，一度打到了张家口地区，导致京师震动，康熙意识到准噶尔问题的严峻性，之后组织了3次对噶尔丹的重大军事打击行动，是为“三征准噶尔”。

经过清军3次重大打击后，噶尔丹败亡，退回了西域，双方暂时以金山（阿尔泰山）为界，停战休整。大清帝国通过征讨噶尔丹的军事行动，无意中收获了喀尔喀蒙古，康熙在喀尔喀设置乌里雅苏台将军府，并将其直接纳入大清帝国的管辖之中，从此内外蒙古全部成为大清帝国的领土。但准噶尔问题一日不解决，大清帝国的西北边防一日就不安宁，在此背景下康熙迫切需要一个进攻准噶尔的“桥头堡”。而作为北疆重要交通枢纽的巴里坤，它南接哈密，北达阿勒泰、科布多，东连甘肃，西通乌鲁木齐，是由甘肃进军新疆的必经之路，自然成了康熙的首选。

康熙五十五年（1716），康熙在靠近喀尔喀蒙古的巴里坤设立驻军大营，并派遣绿营官兵500名专门从事屯垦（后来人数又有所增加），从此巴里坤大营就像大清打入准噶尔的一个楔子，在之后清军与准噶尔的交战中发挥了至关重要的作用。乾隆二十一年(公元1756年)，准噶尔降将阿睦尔撒纳趁清军刚刚平定准噶尔汗国、在新疆立足未稳发动叛乱，一时间数万清军千辛万苦打下来的伊犁、乌鲁木齐等地再次丢失，幸而巴里坤大营依旧掌握在清军手里，后来乾隆从内地征发大军二征伊犁，因为后勤补给困难，清军大量的物资都是经过巴里坤中转、储存、运输，正是依靠巴里坤的补给，清军得以顺利荡平阿睦尔撒纳叛乱，重新稳定新疆的局面。

1864年，新疆再次爆发叛乱，彼时清军主力被牵制在内地的太平天国和捻军两大战场，一时间无力西顾，导致新疆整体性陷落，大量难民逃往巴里坤避难，而巴里坤也是清军在新疆最后也是最重要的据点，一旦陷落，将彻底中断内地与新疆的联系，后果不堪设想。叛军也知道巴里坤的重要性，遂集中数万精锐猛攻巴里坤大营，当时巴里坤城内的清军不过4、5千人，人数不及叛军的十分之一，又深陷重围，形势非常微妙。幸而有清军名将何琯临危受命，挫败了叛军的进攻，保全了巴里坤，守住了清军在新疆的最后一道防线。

从1864年到1875年，整整12年，巴里坤大营中的清军将士在艰难的情况下坚持了整整12年，他们天天盼星星盼月亮，终于盼来的内地的援军，当左宗棠进入巴里坤城内时，看着衣衫褴褛的守城官兵，即便是见惯了沙场征伐的老将军，左宗棠依旧止不住留下激动的眼泪，是啊，巴里坤大营的清军毫无疑问是勇士中的勇士。正是因为他们的坚守，使得左宗棠进军新疆出奇的顺利，而且巴里坤大营的清军还自愿担任左宗棠西征大军的向导，在之后清军收复新疆的战役中，再立奇功，为捍卫新疆神圣领土做出了突出贡献。