唐太宗即位不滿二十天，東突厥的頡利（頡音ｊｉe）可汗率領人馬十多萬，一直打到離長安只有四十里的渭水邊。頡利以為唐太宗剛即位，未必敢抵抗，他先派出使者進長安城見唐太宗，揚言突厥兵一百萬，馬上開到。
唐太宗是見過世面的人，他不理頡利的威脅，把使者扣押起來。他先佈置長安的唐軍擺開陣勢。接著，又親自帶了房玄齡等六名將領，騎馬到渭水邊的便橋，指名要頡利出來，隔河對話。
頡利聽說使者被扣，已經有點吃驚；再看到太宗親自上陣，後面唐軍旌旗招展，軍容整齊，不禁害怕起來。他帶著突厥將領在渭水對岸，下馬拜見太宗。唐太宗隔著渭水對頡利說：「我們兩家早已訂立盟約，幾年來也沒有少給你們金帛，為什麼要背信棄義，帶兵進犯？」
頡利被責備得無話可說，表示願意講和。過了兩天，雙方在便橋上訂立盟約。接著，頡利就退兵了。
打這以後，唐太宗加緊訓練將士，每天召集幾百名將士在殿前練習弓箭。他跟將士們說：「外敵進犯，這是常有的事，並不可怕。怕只怕邊境稍為安定，人主就貪圖安逸，忘記戰爭，敵人來了就抵擋不了。從現在起，平時我做老師，教你們弓箭；戰時我當將帥，帶領你們抵抗敵人。」
經過唐太宗的鼓勵，將士專心練武，不出幾年，就訓練出一批精銳軍隊。
第二年，北方下了一場大雪。東突厥的牲畜死了不少。大漠以北發生飢荒。頡利可汗加緊對其他部族的壓迫，又引起各部族的反抗。頡利派他的堂兄弟突利去鎮壓，反被打得大敗。突利逃回去後，被頡利責打一通。兩人因此翻了臉，突利投降了唐朝。唐太宗抓住這個時機，派出李靖、徐世績等四名大將率領大軍十多萬，由李靖統率，分路出擊突厥。
李靖是唐朝初年有名的軍事家，精通兵法。他在隋朝末年歸附唐朝，在唐朝統一戰爭中，立了不少戰功。
公元６３０年，李靖親自率領三千精銳騎兵，從馬邑出發，趁頡利不防備，連夜進軍，逼近突厥營地。頡利毫無防備，發現唐軍突然出現，大驚失色。將士們也慌了手腳，說：「這次一定是唐朝發動全國兵力來了，要不然，李靖怎敢孤軍深入呢？」還沒有到唐軍發起攻擊，突厥兵先亂了起來。李靖又派間諜混進突厥內部活動，說服頡利一個心腹將領投降。頡利一看形勢不妙，就偷偷逃跑了。
李靖攻下定襄，得勝回朝，唐太宗十分高興，說：「從前漢朝李陵帶兵五千，結果不幸被匈奴所俘虜；現在你以三千輕騎深入敵人後方，克服定襄，威震北方，這是自古以來少有的盛事啊！」
頡利逃到陰山以北，怕唐軍繼續追趕，派使者到長安求和，還說要親自朝見。唐太宗一面派唐儉到突厥，表示安撫；另一方面又命令李靖帶兵前去察看頡利動靜。
李靖領兵到白道（在今內蒙古呼和浩特西北）和徐世績會師。兩個人商量怎樣對付。李靖說：「頡利雖然打了敗仗，但是手下人馬不少。如果讓他逃跑，以後我們再要追他，就很困難了。我們只要選一萬精兵，帶二十天糧，跟蹤襲擊，一定能把頡利活捉住。」徐世績也贊成這個意見。兩支軍隊就向陰山進發。
頡利可汗求和實際上只是緩兵之計，想等草青馬肥季節來到，再逃到漠北。他看到唐儉來到，以為唐太宗中了他的計，暗暗高興，防備也自然鬆懈下來。
當天晚上，李靖和徐世績率領唐軍到了陰山，命令部將蘇定方率領二百名輕騎，冒著夜霧悄悄進軍。到突厥前哨發現唐軍的時候，唐軍離開頡利營帳只有七里地了。
頡利得知唐軍騎兵來到，趕快找唐儉，唐儉已經瞅機會脫身回到唐營。頡利慌忙騎上他的千里馬逃走。李靖指揮唐軍追殺，突厥兵沒有主帥，亂成一團。唐軍殲滅突厥兵一萬多，還俘獲大批俘虜和牲畜。
頡利東奔西逃，最後帶著幾個親兵躲在荒山裡，被他的部下抓住後交給唐軍，後來被押送到長安。
一度很強大的東突厥滅亡了。唐太宗並沒有殺死俘虜。在東突厥原地設立了都督府，讓突厥貴族擔任都督，由他們管理突厥各部。
這次勝利，提高了唐太宗在西北各族中的威信。這一年，回紇等各族首領一起來到長安，朝見唐太宗，擁護唐太宗為他們的共同首領，尊稱他是「天可汗」。
打那以後，西域各族人和亞洲許多國家的人，不斷來到長安。在這一時期，我國高僧玄奘（音ｚaｎｇ）和尚也通過西域各國到天竺去。
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