1 февраля 1686 года крупный маньчжурский отряд в 500 человек подошел к Албазину и разорил в десяти верстах от него Большую заимку. Снова русские конные отряды бросились в погоню, но маньчжуры скрылись.
24 февраля Толбузин послал Бейтона во главе отряда из 300 казаков в район реки Кумары. Там они столкнулись с дозором цинских войск в 40 человек. В результате ожесточенной схватки 30 цинских солдат и 7 казаков погибли. Захваченный в ходе рейда пленный подтвердил сведения о подготовке маньчжурами нового похода из Айгуни на Албазин.
К весне 1686 года Цинский двор окончательно удостоверился в том, что русские вернулись в Албазин. В этом маньчжуры убедились в ходе допросов русского крестьянина Аксенки Федорова, который был захвачен солонами в начале 1686 года у Покровской заимки и передан затем маньчжурам. А. Федоров рассказал, что к бывшим защитникам Албазина добавилось еще 1500 человек с пятью пушками. Кроме того, по словам русского пленного, ожидалось прибытие еще восьми орудий. Федоров описал укрепления Албазина и рассказал об огромных запасах продовольствия в городе, которых «вполне хватит на два года».
13 февраля 1686 года, когда император Канси узнал о реальной ситуации в Албазине (Якса), он немедленно разработал план ведения военных действий. В нем отмечалось: «Ныне лоча (термин для обозначения русских) вернулись в Якса, укрепили крепость. Если не провести карательную экспедицию, то неизбежно придется накопить большие запасы продовольствия, а это сделать нелегко. Он приказал цзянцзюню Сабса пока приостановить переселение семей, как и запрашивалось ранее, построить суда, возглавив отряд офицеров и солдат из Ула и Нингуты, устремиться к Хэйлунцзяну, а до того решить вопрос с оставлением укрепленных гарнизонов из состава отборных войск, после чего повести отряд из 2000 солдат на Якса».
17 апреля 1686 года император Канси приказал Лантаню возглавить новый поход на Албазин с целью «истребления» русских. На аудиенции он приказал: «Вам надлежит в нынешнем походе действовать осторожно. Нужно, как и при предыдущей их капитуляции, разъяснить им наш указ о том, что они, русские, будучи людьми другого государства, рискуя ради корысти своей жизнью, беспокоят наши границы. Ныне большое войско вновь прибыло (под их город, и им) надлежит поскорее покориться, ибо если они не покорятся, то будут все до одного уничтожены. Если вы город Албазин возьмете, то немедленно идите на город Нерчинск, а когда окончите дело, возвратитесь в Албазин и, разместив тут войска, перезимуйте. Не разрушайте их города и не наносите ущерба их полям, ибо, когда хлеба поспеют, их (можно) собрать и использовать для наших нужд».
В начале июля 1686 года маньчжурское войско подошло к Албазину, остановившись в 5 верстах от русской крепости.
Русские «отъезжие караулы», выдвинутые от Албазина вниз по Амуру, столкнулись с передовыми частями маньчжурской армии и вовремя сообщили о приближении противника. Население успело укрыться в крепости. Работы по ее укреплению к этому моменту были почти закончены. Артиллерия крепости состояла из мортиры («верховой пушки»), стрелявшей пудовыми ядрами, 8 медных пушек и 3 затинных пищалей; в пороховом погребе хранилось более 112 пудов пороха и 60 пудов свинца. Муки из урожая 1685 года должно было хватить почти на два года — до лета 1687 года. Табун лошадей в 500 голов албазинцы отогнали в тайгу.
Всего в Албазине собралось 826 служилых, промышленных людей и пашенных крестьян, которые и составили гарнизон защитников крепости.
Осадная армия маньчжуров подошла к русской крепости по амурскому берегу и «водяным путем» на 150 бусах. Она насчитывала до 5 тысяч человек при 40 пушках. Для обеспечения дальнейшего наступления маньчжуры пригнали к Албазину до трех тысяч лошадей.
Перед осадой крепости Лантань вновь прислал в Албазин с отпущенным пленным А. Федоровым грамоту с требованием уйти с Амура и сдать «богдойским воеводам город Албазин». В «прелестных письмах» в адрес русского гарнизона маньчжуры требовали: «И вы большие силы не сердите, скорее здайтесь… И только так не будет, вы тако не разумеется, еще станете дратца и противитца, в те поры отнюдь уже даром не разойдемся».
Однако все попытки маньчжуров поколебать стойкость защитников оказались тщетными. Гарнизон решил обороняться до конца: «Един за единого, голова в голову, а назад де без указа нейдем».
В момент подхода маньчжурской армии к Албазину А.Л. Толбузин попытался не допустить высадки неприятеля с судов около самой крепости и сделал внезапную вылазку. Русский отряд во главе с А. Бейтоном, поддержанный из крепости ружейным и пушечным огнем, по свидетельству китайского источника, действовал настолько энергично, что Лантань лично вынужден был наводить порядок в своих войсках. Как и во время первой осады, маньчжуры сразу же постарались отрезать Албазин от Нерчинска и поставили свои суда выше крепости, чтобы препятствовать подходу подкреплений.
7 июля 1686 года началась длительная и изнурительная осада русского Албазина маньчжурами. Через неделю после начала осады Лантань начал штурм. Маньчжуры пошли на приступ с приречной и северной сторон. А.Л. Толбузин ответил вылазкой, и сами маньчжуры признали, что «сколько во всю ту ночь до рассвета наши приступ не чинили, однако города за крепостью разбить не могли».
Неудача взять Албазин с ходу вынудила маньчжурское командование приступить к длительной осаде русской крепости. С этой целью они возвели примерно в 400 метрах от Албазина и на противоположном берегу Амура собственные земляные оборонительные валы, разместили на них свои орудия и приступили к планомерному обстрелу крепости. Войско осаждавших разместилось в юртах в трех наскоро построенных укрепленных городках.
На пятый день боев воевода А.Л. Толбузин был тяжело ранен ядром в ногу и через четыре дня умер. Командование крепостью принял Афанасий Бейтон.
Упорные бои продолжались и днем, и ночью. В ходе трех успешных вылазок русскими защитниками крепости были убиты полторы сотни солдат противника, от огня русской артиллерии погибли еще около 200 маньчжурских воинов.
Во время третьей вылазки были взяты три «языка», однако «тех де языков роспросить подлинно никто не умеет, потому что никансково языка в Албазине из служилых людей никто не умеет, а те языки китайсково и мунгальсково языков сами не понимают».
Потери русского гарнизона к этому времени составили 101 человек. 21 человек погибли в вылазках, 40 человек погибли от огня маньчжурской артиллерии и 40 человек умерли от цинги.
Лантань вынужден был признать стойкость русской обороны и неудачу штурма. Об этом «скорыми гонцами» он известил Канси и получил приказ вести осаду и выморить защитников голодом, жаждой и холодом.
13 августа китайский император в своем указе вынужден был отметить: «Наше войско осадило Албазин, но русские, хотя и оказались в чрезвычайно тяжелом положении, продолжают стоять насмерть».
19 августа нерчинский воевода И.Е. Власов, не имевший полной информации о положении под Албазином, послал на стругах из Нерчинска под Албазин в разведку сына боярского Григория Лоншакова с 70 казаками «для проведыванья вестей и взятья языка». Отряд сумел скрытно подойти к Албазину, где к нему присоединилось 20 казаков и крестьян, не успевших укрыться в остроге до подхода маньчжуров.
