于是，李靖親率一萬精兵隨唐儉之后北進，至陰山全殲突厥的一隊巡邏騎兵，而后神不知鬼不覺地靠近頡利的營帳。此時頡利因李世民答應與其講和而洋洋自得，忽聞唐軍從天而降，倉促之間難以集合兵力迎戰，只得騎上一匹千里馬逃跑了。
沒過幾天，成為孤家寡人的頡利可汗便被唐軍俘虜。李靖此次襲擊頡利的戰術，與韓信襲齊之戰如出一轍，亦是乘敵不備發動突然襲擊，一舉擊潰敵人的有生力量。至此，突厥部眾十五萬人、牲畜數十萬頭，皆為唐軍所獲。自陰山至大漠的廣大地域，遂劃入唐朝的版圖。
李靖在明知李世民已經答應與頡利可汗講和的情況下，審時度勢，果斷給敵人以突然襲擊，一戰即從根本上解決了突厥之患，其功甚偉！李靖此舉，是對兵法上說的“將在外，君命有所不受”的最佳詮釋。畢竟與敵國謀和，接受敵國的求降，遠不如徹底消滅之干凈利落。這也肯定正中李世民的下懷。
李靖凱旋后，李世民果然非常高興，說：“李陵以步卒五千絕漠，然卒降匈奴，其功尚得書竹帛。靖以騎三千，蹀血虜庭，遂取定襄，古未有輩，足澡吾渭水之恥矣！”
太上皇李淵聞訊也很高興，嘆道：“漢高祖困白登，不能報；今我子能滅突厥，吾托付得人，復何憂哉！”
消滅東突厥，這是李靖為唐朝立下的一大功勞，也是自古以來漢族與北方民族作戰所從未有過的豐功偉績。從此，唐朝北方邊境安然無事，人民安居樂業。李世民的“貞觀之治”，振興國內經濟策略的順利實施，應該說首先得益于李靖的赫赫戰功。
突厥頡利可汗部落覆滅后，唐朝頓時威震八方，周邊少數民族部落紛紛向唐朝稱臣，尊唐太宗李世民為“天可汗”。李世民實際上成了“天下共主”。
唐高宗與西突厥的邊境爭奪戰
臣服于唐朝的突厥部落出爾反爾，公元649年，唐太宗去世，西突厥的阿史那賀魯部落借機反叛，擊敗了草原上的乙毗射匱可汗部落，侵犯唐朝邊疆上的庭州輪臺縣（今烏魯木齊）和蒲類縣（今木壘縣）等地。
公元656年唐高宗以程知節（即程咬金）為行軍大總管，率兵西征，大敗西突厥于鷹娑川（今巴音布魯克草原）。
公元657年，唐高宗以蘇定方為行軍大總管，率領蕭嗣業等唐軍將士、婆閏等回紇將士，翻越阿爾泰山由北道進軍；派歸附唐朝的西突厥將領阿史那彌射和阿史那布真為流沙道安撫大使，帶領突厥將士沿天山北麓向西進軍。兩路大軍討伐阿史那賀魯。結果，阿史那賀魯被俘，西突厥汗國滅亡。阿史那賀魯被高宗赦免，留長安居住。
至此，唐朝與西突厥的邊境爭奪戰告一段落。唐玄宗與后突厥的邊境爭奪戰唐朝與突厥的戰爭竟然延續到唐玄宗時代，真是讓后人想不明白。唐玄宗元年至四年（公元742年—公元745年），唐與回紇、拔悉密、葛邏祿三部合作進行了消滅后突厥汗國的戰斗。