土司不仅拒绝投降，还集结兵力，准备迎战明军。
双方首战于一处山谷。叛军凭借熟悉地形之利，设下埋伏，待明军先锋部队进入山谷后，便从四面八方杀出。明军先锋一时陷入困境，伤亡惨重。然白圭临危不乱，迅速调整战术，令后续部队抢占周边高地，以强弓硬弩压制叛军，同时派出一支奇兵，绕到叛军背后，发动突然袭击。叛军腹背受敌，阵脚大乱，明军乘势掩杀，取得首胜，士气大振。
初战告捷后，白圭并未急于进攻，而是在当地百姓的帮助下，深入了解西南的地理环境与民俗风情，制定了更为周密的作战计划。他深知，西南地区丛林茂密，瘴气弥漫，若贸然深入，必陷困境。于是，他一面令士兵采集草药，预防瘴气，一面组织工匠，打造适合在山地丛林作战的器械，如轻便的藤甲、适合攀爬的绳索等。
在充分准备之后，明军开始逐步推进。白圭采用分化瓦解之策，对一些被胁迫参与叛乱的部落，许以宽大处理，劝其归降。如此一来，叛军内部渐渐产生分歧，一些部落开始暗中与明军接触，寻求和解。
岩罕与刀霸见形势不妙，决定孤注一掷。他们集结所有兵力，在一处名为黑水寨的地方构筑坚固工事，企图与明军决一死战。黑水寨地势险要，四周悬崖峭壁，仅有一条狭窄的山路通往寨门，易守难攻。
白圭率军来到黑水寨下，仔细观察地形后，决定采用围而不攻之策。他令明军在黑水寨周围扎营，切断其水源与粮草补给线。同时，派出小股部队不断骚扰叛军，使其不得安宁。
数日后，寨内叛军水源断绝，粮草将尽，士气低落。白圭见时机已到，下令发起总攻。明军先以火炮猛轰寨门，摧毁其防御工事，而后步兵在藤甲兵的掩护下，沿着山路奋勇攀登。岩罕与刀霸亲自率军在寨门抵抗，战斗异常激烈。
关键时刻，明军的一支奇兵成功攀爬上寨后的悬崖，从背后杀入寨中。叛军顿时陷入混乱，岩罕与刀霸在混战中被明军斩杀，黑水寨遂被攻破。其余叛军见首领已死，纷纷投降。
西南之乱虽已平定，但白圭深知，若要长治久安，必须对西南地区的治理进行改革。他上书朝廷，建议在西南地区推行改土归流之策，即废除世袭土司制度，改由朝廷任命流官进行管理，同