再说西路，由于北元的主力都集中到中路去了，所以西路还算比较顺利。

六月，冯胜的军队来到兰州，傅友德率骁骑五千为前锋，直趋西凉，遇到北元沙实罕的军兵，很快就击败了。接着就追至永昌，又打败北元的太尉朵儿只巴于忽刺罕口，大获其辎重牛马。傅友德等再进军至扫林山，此时冯胜所率主力也已经赶到，他们一路横扫北元兵，敌人大多溃逃。傅有德亲手射死北元平章卜花，又率部追斩四百余人，收降了北元太尉锁纳儿加、平章管著和元将上都驴知。冯胜、陈德进至亦集乃路（今内蒙古自治区额济纳旗东南哈拉浩特古城），元守将卜颜帖木儿全城降。傅友德追击到瓜州（今甘肃安西）、沙州（今甘肃敦煌西北），再次大胜，俘获岐王的金银大印和牲畜2万头，然后胜利班师。

与西路几乎同时，东路军的李文忠部也展开了行动。李文忠率都督何文辉等兵至口温（今内蒙古查干诺尔南），北元守军闻讯逃走，留下很多牛马辎重被明军俘获。李文忠留部将韩政守辎重，率主力顺着哈剌莽来（今蒙古洪戈尔）、胪朐河追击元军，在土剌河、阿鲁浑河（即今鄂尔浑河，位于蒙古乌兰巴托西北）一带与元将蛮子哈剌章激战多日。哈剌章就是元顺帝时丞相脱脱之长子。最终北元军被明军击败逃走，被俘北元人马以万计，但东路军死伤也很多。李文忠继续追击，一直追到称海（今蒙古哈腊乌斯湖南、哈腊湖西），各路北元军又会聚起来回攻东路军。李文忠见无法取胜，就决定退兵，一路以兵法故布疑阵全身而退，北元军队害怕明军有埋伏，不敢追击，双方脱离接触。东路军虽有一定优势，但没有完全击败所遇元军。六月底，李文忠部因为迷失了方向，大部分将士饥渴而亡。李文忠一线战死了宣宁侯曹良臣、周显、常荣、张耀等数名员大将，就连李文忠也被流箭射中。

虽然作战失利了，但朱元璋“以达功大”，所以没有问罪；李文忠则得不偿失，“以故赏不行”；冯胜虽小有战果，但他不仅私藏缴获的骆驼等，还私弃甘州、宁夏、西凉、庄浪四城，最终竟被追夺券诰爵禄，“贬为庶人，录其家财”，后来才又重新复职。

由于明朝大败而归，所以关于岭北之战的过程，史料总是遮遮掩掩。在二十四史中，《明史》以质量上乘而得到好评，但对岭北之战这样重大的战争，所述内容却多有舛漏。例如，这场战争原本是在徐达等将领的坚决要求下发动的，但在《冯胜传》中却写成“帝患之”，好像是朱元璋对扩廓帖木儿的侵扰产生了担忧，所以发动了这场战争。明军在岭北之战中遭到严重失败，所以他们在记载这场战争的时候含糊其辞，根据现存明朝初年的一些史料，已很难看出这场战争的详细经过。不管怎么说，针对扩廓帖木儿的岭北之战，是以明军的失败而告终。朱元璋除了懊悔之外，还要在战略方针上进行大的变动。所谓补救措施，在当时条件下也只能是敛兵守塞，因此《扩廓帖木儿传》中评价“明军自是希出塞矣”，的确是客观描述了明军在随后十多年中对北元的用兵动向。

岭北之役是明军有史以来的最大惨败，多位高级将领战死，死亡士卒也应达到了数万，促使明政权内部北边战略由武臣所主张的肃清蒙古、占领内亚的进攻策略，转变为文臣所倡导的依托长城，实施近边防御的战略，奠定了未来二百余年明、蒙长期对峙的格局，对明朝，及未来中国历史的走向影响甚大。