阿史那思摩写了告急奏章飞报朝廷，李世民不得不调兵遣将前往增援。
诏令：
营州都督张俭，出驻东境。
兵部尚书李世绩为朔州 行军总管，统兵六万、骑兵1200人，出镇朔方。
右卫大将军李大亮为灵州道总管，统兵四万，骑兵五千,出屯灵武。
右屯卫大将军张士贵、率兵一万七千，为庆州道总管，出发云中郡。
凉州都督李袭举，为凉州道总管，出遏西方。
诸将领出发前向李世民辞行，李世民：
“薛延陀自恃强盛，跨过沙漠南侵。
几千里路途，他们战马越过沙漠，累得骨瘦如柴走不动。
遇到有利战况，他们无法速进，遇到不利战况，他们不能速退。
我已告诉阿史那思摩领人烧光秋的野草，让薛延陀贼寇的战马没有草吃。
等他们马料吃光，军粮吃光，荒野上什么也得不到，必定退兵。
你们众将应该和那史那思摩互为犄角之势，等到薛延陀贼寇想要退走时，你们协力出击，一定能打败他们，我就静等你们胜利消息！”
薛延陀骑兵三万，由夷男儿子大度设亲自带领，作为先头部队，到达长城北侧下面。
大度设爬上山顶，朝空大骂：
“阿史那思摩！你这个混蛋！你这个降唐的软骨头！
你既然已经降唐，为什么不老实待在黄河以南，还想跑回黄河以北？
黄河以北六千里大地，早晚都是我国国土！”
大度设正在朝空谩骂，他忽然看见际边尘烟滚滚， 竖立的枪戟如同一大片会移动的树林，那是朔州总管李世绩领着唐军人，如一片移动的巨大黑云，遮盖着大地扑将了过来。
大度设内心惊惶，赶忙跑下山，领兵向赤柯泺（内蒙呼和浩特）逃去。
李世绩选属下骁勇兵士一万人，及突厥族精锐骑兵6000人，经过白道川（内蒙吐默特草原），跟在大度设军队后面追。
大度设奔走了两，至艾不盖河，被唐军追上。
大度设发现走不脱了，命令众兵将列阵迎敌，排列兵阵长达十里路。
李世绩令突厥骑兵先行出战。
突厥骑兵被大度设的骑兵打败，败湍突厥骑兵相约返回唐军兵阵。
大度设领兵乘胜杀过来，这时大队唐军骑兵从唐军兵阵里走出，往前面冲杀出来。
大度设一看唐军骑兵是人人身披怪异的黑色铁甲，为了避免挡住视线，每人只是眼睛和一部分脸部没罩铁甲。
大度设害怕打不过，只令属下众兵一齐弯弓射箭。一时箭声嗖嗖，万箭齐发。
唐军战马纷纷中箭受伤，陆续嘶鸣着倒在地上不动了。
全身铁甲唐军兵士毫发无伤。箭矢插在铠甲缝隙之间卡住，伤不到人。
唐军前阵兵士被箭射得个个像身上长满长刺的刺猬。
李世绩令铁甲力兵士一齐弃马下马，各执长槊，直接徒步奔跑着向前冲杀。
任凭薛延陀兵士射箭如飞蝗漫，唐军全不在乎。
唐军众兵士手持长槊刺来，大度设的兵士手里弓箭没有用，和赤手空拳差不多，他们根本招不住，没被刺死的也迅速败退下去。
向来薛延陀步兵战术是五人一组，一人牵马，四人前往作战。战胜后再由一人骑上战马去追击敌人。
唐军副总管薛万彻，领三千骑兵冲入大度设兵阵中，专门抢夺敌人马匹。
敌众见马都被抢去了，越发惊慌害怕，顿时溃败散逃。
唐军趁势奋力出击，斩敌首四千余级，俘虏敌兵五万多人。
大度设拼命逃脱，薛万彻在后面猛追。
大度设骑的一匹耐力特强、跑得极快的千里马，薛万彻骑马努力追，没追上，只好命令收军。
李世绩领兵打了胜仗，率领各军回到定襄，派人骑快马入长安报告胜利。
李世民打算乘胜再进，安排李世绩领各路军队，再继续前进，想直接捣烂薛延陀老巢。
忽然得知左领军将军契苾何力，已被薛延陀抓去，开始迟疑起来。
契苾何力的母亲姑藏夫人及何力弟弟贺兰州都督沙门，都在凉州。
契苾何力向李世民请假看望母亲，并且打算顺便招抚部落。
谁知契苾何力到了凉州，才知道母亲和弟弟都投降了薛延陀。
就是契苾各部落，也大多部分愿意投降薛延陀。
契苾何力大为震惊地：
“皇上厚恩大德，对你们够好了！你们为什么还随意背叛？”
契苾各部众都：
“姑藏夫人和沙门都督都已投降薛延陀，我们不去归降，还能往哪儿去？”
契苾何力：
“我弟沙门随母亲而去是尽孝，我是尽忠国家，断然不降薛延陀。”
契苾部众趁契苾何力不防备，相互