С начала 18-го века набеги джунгар стали доставлять русским владениям в Сибири всё большее беспокойство. Кочевники угоняли скот, сжигали деревни, облагали данью население подданных России племён. Другой предпосылкой открытого противостояния с джунгарами, для России стало обращение казахов к Петру I, с просьбой оказать помощь в войне с оными. Царствующий Пётр I, в мае 1714 года, утвердил проект военной экспедиции с целью постройки ряда укреплений на берегах Иртыша, чтобы отсечь земли Западной Сибири от джунгарских посягательств.
Уже через год в июле 1715г. экспедиция под командованием подполковника И. Бухгольца отправилась вверх по Иртышу, с целью захвата города Яркенда(территория современного Восточного Китая), в глубине западной Джунгарии. В составе отряда Бухгольца на тот момент находилось: два регулярных полка пехоты с артиллерией и полк конных драгун - всего около трёх тысяч человек. К ним в районе города Тара присоединилось ещё полторы тысячи казаков.
В конце сентября эти внушительные для Сибири силы достигли Ямышевского озера. Здесь решено было перезимовать и заложить крепость. Построив острог, солдаты отряда Бухгольца расположились в нём лагерем, с целью переждать зиму и заняться подготовкой к боевым действиям. Надо сказать, что экспедиционный отряд (кроме казаков) на 90% состоял из новобранцев, большинство которых не принимали участия в боевых действиях.
Но обучить рекрутов толком не получилось, зимовку нарушили джунгары, разгадавшие дальнейшие планы И.Бухгольца. Холодной февральской ночью джунгарское десятитысячное войско, предварительно сняв караулы и захватив всех лошадей, пошло на штурм русских укреплений. Кочевникам удалось захватить продовольственные амбары и недостроенные укрепления крепости. Все артиллерийские орудия, в количестве 70-ти пушек были сохранены, так как находились на других позициях. Также основная часть всех полков, кроме строителей, была за пределами крепостных укреплений. Успев построиться в боевой строй, все три полка, после артиллерийского обстрела, пошли в атаку на неприятеля. Удачные выстрелы русских пушек смешали порядки джунгарских отрядов, тем самым облегчили действия пехоты и оставшихся без лошадей драгун. В двенадцати-часовом бою необстрелянные русские солдаты опрокинули врага и отбили укрепления крепости и склады.
Внезапное нападение было отбито, но пользуясь превосходством своих сил, военноначальник джунгар Цэрэн - Дондоб потребовал от Бухгольца покинуть крепость, гарантируя безопасный отход. Естественно он получил отказ и приступил к осаде.
Царь Пётр I и сибирский губернатор М.Л. Гагарин, получив донесения от Бухгольца, отправили джунгарскому хунтайджи грамоту, в которой опровергали принадлежность данных земель Джунгарскому ханству. Ответных действий не последовало.
Осада Ямышевской крепости продолжалась три долгих месяца. Осаждённые начали голодать, при отсутствии лекарств и врачей навалилась страшная болезнь - названная в последствии "сибирская язва". За это время в осаждённой крепости, от болезней погибло около 2000 человек. Но отряд подполковника Бухгольца продолжал сопротивляться, напрасно ожидая помощи. Единственной попыткой помочь осаждённым, была попытка сибирского губернатора М.Л. Гагарина отправить обоз с провиантом и солдатским жалованием. Данный обоз был перехвачен джунгарами в 50-ти километрах от крепости. В качестве трофеев ойратам достались 20 000 казённых рублей, продовольствие, а также захвачены пленные шведские офицеры, впоследствии принявшие деятельное участие в становлении джунгарской артиллерии. Участь Ямышевской крепости была предрешена.
Изнурённые болезнями, голодом и непрекращающимися атаками джунгарского воинства, русские командиры на своём совете решили сдать крепость. По пришествию весны, как только Иртыш освободился от льда, оставшиеся в живых 700 человек погрузились на дощаники, покинули свои позиции. Джунгары при этом оставались наблюдателями и даже вернули часть пленных.