立即率领大军撤退，驻扎在金山一带。冯胜和蓝玉率领大军随后赶到，将金山团团围住。纳哈出多次率军突围，都被明军击退，士气日益低落。
蓝玉见纳哈出坚守不出，便想劝降纳哈出。他得知纳哈出的一位亲信将领乃剌吾，曾在之前的战斗中被明军俘虏，便将乃剌吾召来，对他好生款待，劝他归降明朝，并让他回去劝说纳哈出。乃剌吾感激蓝玉的不杀之恩，便答应前往劝降。
乃剌吾回到纳哈出的军营后，向纳哈出详细介绍了明朝的政策和明军的实力，劝他归降。纳哈出犹豫不决，蓝玉便亲自率领数名亲信，前往纳哈出的军营谈判。在谈判过程中，蓝玉向纳哈出晓以利害，分析当前的局势，劝他认清形势，归降明朝，以保全自己和麾下将士的性命。
纳哈出见蓝玉言辞恳切，且明军实力强大，知道自己已经无力抵抗，便最终决定归降明朝。至此，辽东地区的北元势力被彻底平定，明朝的北方边境得到了进一步的巩固。
洪武二十一年，朱元璋任命蓝玉为征虏大将军，率领十五万大军，再次北伐，征讨北元后主脱古思帖木儿。此时的北元，虽然实力已经大不如前，但仍然拥有一定的兵力，且行踪不定，给明军的征讨带来了很大的困难。
蓝玉率领大军出塞后，一路向北进军，却始终没有找到北元的主力部队。由于深入漠北，粮草供应日益紧张，不少将领都建议蓝玉撤军。但蓝玉认为，此次北伐机会难得，若不彻底消灭北元主力，日后必为后患，因此坚决不同意撤军。
他下令大军继续向北前进，并派遣大量侦查兵，四处搜寻北元主力的踪迹。经过一段时间的艰苦行军和侦查，明军终于得知脱古思帖木儿率领北元主力，驻扎在捕鱼儿海附近。
捕鱼儿海位于漠北深处，地势偏僻，气候恶劣，且水草稀少，脱古思帖木儿认为明军不可能找到这里，因此放松了警惕，没有加强防备。蓝玉得知这一消息后，心中大喜，立即率领大军，日夜兼程，向捕鱼儿海进发。经过数日的急行军，明军终于在黎明时分，抵达捕鱼儿海附近。
蓝玉见北元军营毫无防备，便下令大军发起突袭。明军士兵如同猛虎下山一般，直冲北元军营。北元士兵从睡梦中惊醒，见明军突然杀到，顿时乱作一团，纷纷四处逃窜。脱古思帖木儿见状，惊慌失措，率领少数亲信突围而逃。
此次战役，明军大获全胜，共斩杀北元士兵数万人，俘获北元后主脱古思帖木儿的妻子、儿子、公主以及王公大臣数百人，缴获战马四万余匹，牛羊十余万头，还有大量的金银财宝和军用物资。北元的主力部队被彻底消灭，脱古思帖木儿在逃亡途中，被部下杀死，北元政权从此名存实亡。
捕鱼儿海之战，是明朝对北元的一次决定性战役，它彻底摧毁了北元的有生力量，使明朝的北方边境在很长一段时间内保持了稳定。蓝玉凭借此役，达到了自己军事生涯的巅峰，成为了大明王朝当时的第一猛将。
捕鱼儿海之战胜利后，蓝玉率领大军凯旋回朝。朱元璋得知捷报后，欣喜若狂，亲自率领文武百官，在午门外迎接蓝玉大军。朱元璋对蓝玉大加赞赏，称他为“当代卫青、霍去病”，并下旨准备将蓝玉封为梁国公。
然而，蓝玉在班师回朝的途中，却做出了一系列骄纵跋扈的事情，为自己日后的悲剧埋下