贞观四年。
春。
二月。
李世民派遣鸿胪卿唐俭、将军安修仁去抚慰颉利可汗，令李靖率兵接应。
初八。
李靖揣摩到李世民这样做的真实意图，与李绩相互谋划道：“颉利虽败，但其兵力尚多，实力依旧还很强大，如果任其逃往漠北，依附于薛延陀等部，恐怕会死灰复燃。现在唐俭已经到了东.突厥营地，颉利可汗定懈而不备，如果挑选精锐骑兵一万人，带着二十天的粮草从白道袭击东.突厥，可以不战而生擒颉利。”
定襄道行军副总管张公瑾认为：“圣上已下诏接受他们投降，大唐使者就在对方营帐，怎么能进攻呢？”李靖说：“当年韩信就是靠偷袭打败齐国的。至于唐俭正好里应外合。”
知道历史的方煦，当然赞成李靖的意见。况且李靖和李勣两位大佬都决定的事情，区区张公瑾，也无效。
于是令李勣统帅大军，自己亲率精骑万名，连夜出发，行军到阴山，遇上了东.突厥一千多营帐，全部俘获，命令他们随唐军，与大唐天军引路。而这时，颉利见到大唐使臣——唐俭，十分高兴，内心稍稍安定，放松了戒备。
李靖命苏定方带领二百骑兵做为前锋，趁大雾悄然前行，距离东.突厥颉利可汗牙帐只有七里时，东.突厥兵才发现。苏定方长驱直入冲进了颉利的可汗牙帐，东.突厥军不知浓雾里有多少唐军，阵脚大乱。如同惊弓之鸟的颉利可汗慌忙骑马逃走，东.突厥军也四散而逃。唐俭也及时脱身而回。李靖大军赶到。杀敌万余人，俘虏十几万，缴获牛羊数十万头，前隋义成公主也死于乱军之中。
颉利可汗率万余人想北过大漠，在碛口受李勣所阻，不能北逃，其手下众多部将率众投降。
仓皇中欲由云中向西逃窜，意图投奔吐谷浑国王慕容伏允或高昌国王麴文泰。在半路上，却迎头撞上了李道宗的大同军。一番激战后，唐将张宝相将颉利可汗擒获。
至此，东.突厥平定。
捷报迅速传回长安。
自隋朝以来，东.突厥是西北的强国。李靖等灭了东.突厥，不仅解除了唐朝西北边境的祸患，而且也洗刷了李渊和李世民向东.突厥屈尊的耻辱。
太上皇李渊得治消息后，欣喜万分，他把李世民和老臣勋贵、诸王、王妃、公主，设宴庆祝。他一时兴起，还亲自弹起了琵琶，李世民起舞，众人也接连起身举杯祝贺，一直延续到深夜。
大唐将东.突厥领地划入自己的版图，在其上设置了顺州、裕州、化州、长州、定襄、云中等都督府。疆域由此扩大至阴山以北600里，势力范围达到贝加尔湖。
颉利被俘押解到长安后，李世民没有杀他，还封为归义王、右卫大将军（虚衔而已），让他在长安度过余生。突利可汗随后归降，被封为北平郡王。东.突厥的名将或首领包括执失思力、阿史那社尔、阿史那思摩以及契苾何力等悉数归降，都受到重用。
颉利被俘时，降唐的突厥群众多达10余万人。李世民采用中书令温彦博的建议：“全其部落，顺其土俗，以实空虚之地。”将这部分突厥人安置在东起幽州，西至灵州之间。在原先突利可汗统治地区设置顺州、祐州、化州、长州四个都督府。分颉利可汗所属为六个州，左部设定襄都督府，右部置云中都督府。任命突利为顺州都督。投唐的突厥酋长，都被授予将军或中郎将之职，五品以上官员多达百余人，几乎占朝中同级官员总数的一半。突厥人迁居京城长安的将近1万户。
薛延陀的真珠可汗夷男也上表表示归顺。
至于此后在北方大草原上，一家独大的薛延陀，向李世民扎刺，又是另一段故事。