联军士兵士气大振，紧随其后追击。突厥军队一路丢盔弃甲，死伤惨重。就在此时，远处传来一阵马蹄声，原来是李朔将军率领三千兵力，击溃尉犁城的吐蕃军队后，赶来支援。李朔看到突厥军队正在逃窜，当即率领骑兵加入追击行列。
两路大军夹击之下，突厥军队更是溃不成军。阿史那都支率领残部，拼死突围，最终只剩下不到五千兵力，狼狈地逃回了碎叶城。此次战役，联军大获全胜，斩杀突厥士兵一万余人，俘虏三千余人，缴获战马、兵器无数。
龟兹都城内，一片欢腾。龟兹王亲自设宴，款待联军将领。席间，龟兹王举起酒杯，向赵念安敬酒：“大都护英明神武，率领联军大败突厥叛军，拯救西域于水火之中！我代表龟兹全国百姓，感谢大都护，感谢大晋！”
众将领纷纷举杯，向赵念安致敬。赵念安站起身，举杯回敬：“此次胜利，并非我一人之功，而是诸位将领与士兵浴血奋战的结果，更是西域诸国同心协力的结果。如今，阿史那都支虽败，但仍盘踞碎叶城，吐蕃也未彻底退出西域，西域的和平尚未稳固。我们仍需保持警惕，继续携手合作。”
众人纷纷点头称是。宴会过后，赵念安召集众将领商议下一步计划。张衡说道：“大都护，阿史那都支经此一败，实力大损，士气低落。我们应趁胜追击，一举攻克碎叶城，彻底消灭西突厥余部。”
李朔附和道：“张衡所言有理。碎叶城是阿史那都支的老巢，若不将其攻克，他迟早会卷土重来。而且，攻克碎叶城，还能震慑西域诸国，让那些摇摆不定的国家彻底倒向大晋。”
赵念安沉吟道：“攻克碎叶城，固然是一劳永逸之策。但碎叶城防御坚固，且阿史那都支已收缩兵力，全力防守。我们若强行攻城，必然会付出惨重代价。更何况，吐蕃虽败，但仍有实力，若我们久攻碎叶城不下，吐蕃可能会再次出兵干预。”
莫贺咄说道：“那我们该如何是好？总不能放任阿史那都支在碎叶城休养生息吧？”
“当然不能。”赵念安说道，“我有一计，可兵不血刃拿下碎叶城。阿史那都支麾下的士兵，多是西突厥十姓部落的部众，这些部落与阿史那都支之间，并非铁板一块，只是受其胁迫才追随他。我们可以派人前往碎叶城周边的部落，宣扬大晋的恩德，承诺只要他们归顺大晋，将保留其部落利益与贵族地位。同时，散布吐蕃已与大晋议和，不再支援阿史那都支的消息，加剧其内部矛盾。待其内部瓦解，碎叶城便不攻自破。”
众人纷纷赞同。随后，赵念安派遣多名使者，携带丝绸、金币等礼物，前往碎叶城周边的西突厥部落。使者们向部落首领宣讲大晋的政策，告知他们阿史那都支已被联军击败，大势已去，若继续追随他，只会招来灭顶之灾。同时，使者们还带来了吐蕃与大晋议和的假消息，让部落首领们对阿史那都支彻底失去信心。
这些西突厥部落本就对阿史那都支的残暴统治不满，此次看到阿史那都支大败，又得知吐蕃不再支援，心中早已动摇。再加上大晋给出的优厚条件，不少部落首领当即表示愿意归顺大晋。他们暗中与赵念安联系，承诺将在适当的时候，里应外合，攻克碎叶城。
阿史那都支得知周边部落纷纷归顺大晋，心中焦急万分。他试图用武力镇压，但此时麾下兵力薄弱，根本无力应对。而且，城内粮草短缺，士兵士气低落，不少士兵开始逃跑。碎叶城陷入了内忧外患之中。
就在此时，赵念安率领联军主力，抵达碎叶城外围。他并未下令攻城，而是派人向阿史那都支送信，劝其投降。信中，赵念安详细说明了当前的局势，承诺只要阿史那都支投降，大晋将免其死罪，将其安置在长安，给予优厚待遇。若负隅顽抗，联军将即刻攻城，届时碎叶城将化为焦土。
阿史那都支看着信，心中犹豫不决。投降吧，他不甘心失去权力；抵抗吧，又深知自己无力回天。就在他进退两难之际，城内的部分贵族与士兵发动了叛乱，打开了城门，迎接联军入城。阿史那都支见状，知道大势已去，无奈之下，只得率领残余部众投降。
联军顺利进入碎叶城，未费一兵一卒便攻克了这座西突厥余部的最后据点。赵念安当即下令，安抚城内百姓，善待投降的士兵与贵族。对那些主动归顺的西突厥部落，按照承诺，给予了丰厚的赏赐，并保留了他们的部落自治权。
碎叶城的攻克，标志着西突厥余部的叛乱彻底被平定。消息传遍西域，各国纷纷派遣使者，前往长安朝贡，向大晋天子表示臣服。吐蕃见状，也不敢再轻易挑衅，主动派遣使者前往大晋，请求议和。大晋与吐蕃签订了和平协议，双方约定以安西四镇为界，互不侵犯。
数月后，赵念安率领大军凯旋而归。长安城内，百姓夹道欢迎，陛下亲自在城门迎接，封赵念安为“西域都护大将军”，赏赐无数。李朔、莫贺咄、尉迟胜等将领也纷纷受到封赏。
此后，大晋在龟兹正式设立西域都护府分署，