在李靖胜利进军的同时，李勣也率军从云中出发，与突厥军在白道遭遇。唐军奋力冲杀，把突厥军打得溃不成军！
颉利可汗一败再败，损失惨重，遂退守铁山，收集残兵败将，只剩下几万人马！
颉利可汗处于山穷水尽的境地，他派执失思力入朝请罪，请求举国归附唐朝，并表示愿意入朝。
其实，他内心尚犹豫未决，意欲赢得时间，以苟延残喘，俟草青马肥之时，逃到大漠以北，以卷土重来！
同年二月，李世民派鸿胪卿唐俭、将军安修仁去抚慰颉利可汗，李靖揣摩到李世民这样做的真实意图。
他对张公谨说：“使者到了颉利可汗那里，突厥必定会放松戒备。我们就乘此良机，选拔精骑一万，携带二十天的军粮，带兵从白道袭击突厥。”
张公谨言道：“陛下已经下诏准许颉利可汗归降，朝廷派去的使者也在那里，恐怕不宜去讨伐进击。”
“这正是用兵的良机，时机不可错过，这就是韩信之所以消灭齐国的道理，像唐俭等使者即使因此遭到不测，又有什么可惜的呢？”李靖言道。
李靖率军进至阴山，遇到突厥斥候千余帐，一战而全部俘获，命与唐军同行。
这时，颉利可汗见到唐使臣，放松了戒备。唐军前锋苏定方率领的两百余骑又乘着大雾，悄然疾行，直到距牙帐七里远的地方才被发觉。
如同惊弓之鸟的颉利可汗慌忙骑马逃走，突厥军也四散而逃。李靖大军随之赶到，杀敌一万余人，俘虏十几万，缴获牛羊数十万只，并杀死隋义成公主。
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，其大酋长皆率众投降。
不久，颉利可汗被大同道行军总管、任城王李道宗擒获，并送到京师，东突厥从此宣告灭亡。
自隋朝以来，突厥是西北的强国。李靖等灭亡东突厥，不仅解除了唐朝西北边境的祸患，而且也洗刷了李渊与李世民向突厥屈尊的耻辱。
因此，李世民颇有感慨地说：“我听说君主忧愁臣觉得耻辱，君主受辱臣甘愿赴死。”
“从前大唐草创之时，太上皇因为百姓的缘故，向突厥称臣，我为此常常痛心疾首，立志要剪灭突厥，为此坐不安席，食不甘味。”
“现在只暂时调动一部分军队，就无往不胜，使单于归顺，终于洗雪当年称臣的耻辱！”李渊也欣喜万分，他把李世民及贵臣十几人，还有诸王、王妃、公主等召至凌烟阁，设宴庆祝。
李渊一时兴起，还亲自弹起了琵琶，李世民起舞，大臣们也接连起身举杯祝贺，一直延续到深夜。
李靖虽在战场上勇猛善战，叱咤风云，但却性情沉厚。
事后，御史大夫萧瑀劾奏李靖治军无方，在袭破颉利可汗牙帐时，一些珍宝文物，都被兵士抢掠一空，请求司法部门予以审查。
李世民狠狠地训责李靖，李靖叩首谢罪。过了好久，李世民对李靖说：“隋朝的将领史万岁打败了达头可汗，可是隋朝不予奖赏，因此导致灭亡。朕就不是这样，应当赦免你治军无方的罪，记录你击败突厥的功勋。”
于是下诏加封李靖为左光禄大夫，赐绢千匹，增加封地连同以前的达到五百户。
不久，李世民又对李靖说：“以前有人诽谤你，现在朕已经明白了真相，你千万不要把这事放在心里。”
这时又赐给李靖绢二千匹，提升他为尚书右仆射。李靖生性沉稳厚重，平时与朝臣一起参议国事时，总是恭谨温顺，像是不会说话一样！
李靖在青少年时曾锐意进取，然而一旦富贵在身，又深惧盈满，能知足而退。后来，李靖由于身体抱恙离开了大唐朝廷一阵子，而且言辞恳切。
李世民明白他的心意，并十分欣赏他的这一举动，派中书侍郎岑文本转告他说：“我纵观从古至今的历史，身处富贵而能知足的人很少。”
“他们不论愚智，都不能有自知之明，才能即使不能胜任，也竭力想要任职，纵然有疾病，还自己勉强为官，不肯放弃职权。”
“您能够识大体，见识深远够得上是可嘉的了，我现在不仅成全您的美德，还想让您成为一代楷模。”特颁下诏书，加授特进，赐物千段，尚乘马两匹。如足疾稍好一些，每二三天可到中书、门下平章政事。
后来，李世民又赐给李靖灵寿木手杖，用这帮助他脚不方便时使用！
可此事还未过两个月，就发生了吐谷浑进犯凉州的事件，朝廷决定兴兵反击。
在任命统帅时，李渊自然想到了足智多谋、威名震撼边庭的李靖，认为他是最为合适的人选，可惜足疾未愈。
而这位年逾花甲的老将军一听到朝廷将远征吐谷浑的消息，顿时精神抖擞，他顾不上足疾与年事已高，主动去求见宰相房玄龄，请求挂帅，亲自远征。李渊大喜过望。
这年十二月，即任命李靖为西海道行军大总管，又分别任命兵部尚书侯君集、刑部尚书李道宗、凉州都督李大亮、右卫将军李道彦、利州刺史高甑生等五人为各道行军总管，统由李靖指挥。
于是一场大规模的反击吐谷浑的战争序幕拉开了。
李靖奉命赴任之时，正值寒冬腊月季节。他一路踏着冰雪，风餐露宿，备尝艰辛。
翌年闰四月，唐军在库山与吐谷浑交战，李道宗部大败吐谷浑，唐军首战告捷。
狡诈的吐谷浑伏允可汗一面往西败退，一面令人把野草烧光，以断绝唐军马草。
干草已被烧光，春草尚未萌生，诸将大都认为战马瘦弱，不可长途追击。
侯君集认为吐谷浑已“鼠逃鸟散，斥候亦绝，君臣携离，父子相失，取之易如拾芥，此而不乘，后必悔之！”
李靖完全赞同他的意见，决定不给敌人喘息的机会，于是兵分两路：李靖与薛万均、李大亮等从北道，侯君集、李道宗从南道，两路大军一齐进发。