乾隆三十五年（1770年），温福的职业生涯再次迎来转折点。这一年，他被任命为吏部侍郎，并继续在军机处行走，显示了他在国家政治决策中的重要地位。同年七月，他出任理藩院尚书，并暂时代理工部尚书的职责。八月，他还兼任了正黄旗蒙古都统。

三、征伐大小金川

乾隆三十六年（1771年），清廷决定征讨大小金川，以平定当地的叛乱。温福被任命为定边右副将军，负责指挥此次军事行动，桂林则作为辅佐一同参与。根据计划，温福将从汶川出发，走西路，而桂林则从打箭炉（今四川康定）出发，走南路。此时，小金川的头人泽旺的儿子僧格桑为了对抗清军，向大金川的头人索诺木请求援助，后者秘密派遣部队支持小金川。乾隆帝命令温福首先对付小金川，并指示不要公开指责大金川。

温福抵达打箭炉后，迅速展开军事部署，分兵三路进攻。他本人率部穿越巴朗拉（今巴朗山），提督董天弼则从甲金达（今夹金山）出发，前往援助达木巴宗（今金川县达维镇），而总督阿尔泰则负责直接攻击僧格桑的势力。经过激烈的战斗，温福在巴朗拉与敌军交战三昼夜，最终迫使敌军撤退。

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进入乾隆三十七年（1772年），温福继续推进攻势，成功夺取了达木巴宗。接着，他指挥部队进攻斯底叶安（今金川县四大安村），并分兵两路夹击，一路向别斯满方向进军，另一路则向玛尔瓦尔济挺进。通过这种双管齐下的战术，清军接连攻克了资哩、东玛等地，并进一步占领了路顶宗及喀木色尔。在后续的战斗中，温福率军继续前进，攻下了博尔根山梁，并攻克了得玛觉乌寨落，进而向公雅山发动攻击。

随着战事的发展，温福的军事才能得到了进一步的展现。到了同年十二月，他被正式授予定边将军的职务，并指定阿桂和丰升额作为副手，协助其作战。随着战斗的深入，清军逐渐逼近了泽旺的居所底木达。在强大的攻势面前，泽旺无力抵抗，最终被俘虏，并被送往京师接受审判，最终在公开场合被执行死刑。而僧格桑则趁乱逃往了大金川。

为了应对大金川可能的反击，温福向乾隆帝提出了详细的作战方案，总结了以往征讨金川的经验教训，并提出了具体的进军路线。他建议通过卡撒正路和俄坡一路分别作为主攻和侧翼支援，其余各路则分兵进行牵制，确保敌军无法同时应对多方面的压力。按照这一战略部署，温福从功噶尔拉方向进军，阿桂则从当噶尔拉方向出击，而丰升额则选择从绰斯甲布方向进入战场。

四、木果木之战

乾隆三十八年（1773年）春，温福率领的大军抵达功噶尔拉，但因敌军占据险要之地，使得清军难以推进。于是，温福决定改变战术，转而攻打昔岭（今四川小金县西北），并将部队驻扎在木果木（今金川县卡撒乡）。与此同时，他命令提督董天弼带领部分兵力屯驻在底木达（今小金县抚边乡）。

然而，温福的性格固执，不愿听取他人意见，固守旧有的战术，即以修建碉卡的方式来攻破敌人的防御。他沿用了前人讷亲、张广泗的方法，大量修筑碉卡，试图以此来压制敌人。这种战术虽然在一定程度上可以巩固防线，但也导致了兵力分散，每个碉卡中的士兵数量有限，难以形成有效的整体战斗力。而且，由于频繁的攻碉行动，造成了大量的士兵伤亡，使得士气低落，军心动摇。