一日晚上，铁山方圆百里之内，大雪方停，唐俭、安修仁蒙颉利可汗邀请，又前往突厥人的牙帐（国君或主帅所居住的营帐）赴宴。从牙帐往南去三十里，一万唐军骑兵正踏着白皑皑的雪地，无声无息地从白道方向远远赶来。率领该支军队的将领共有三人，分别是李靖、李勣、张公谨。经行军向导指引，三位冻得瑟瑟发抖的唐军大将得知铁山就在前方，李靖、李勣二人在马背上兴奋地击掌，互相鼓励道：“时至今日，唐俭、安修仁尚未回国复命，可知颉利可汗为了求和，不惜痛下血本，以厚结二位大唐特使。只要二位特使仍在王庭，颉利可汗就会认为他是安全的，绝不可能严加防范。我等于此时发动偷袭，可以不战而生擒颉利可汗。”
在他俩身旁，张公谨耸拉着脑袋，一直唉声叹气。等二位主将说完话，他插过口道：“半个月前在白道的时候，我就劝你二人不要来，你二人不听，非得执意统兵前来，结果途中遭遇大雪，全军上下苦不堪言。别怪末将说话不客气，就咱们这点兵马，能成什么大事；而且接受突厥人投降，是陛下的命令，你二人抗旨不尊，是杀头的罪过，明白吗？”
“你！”李勣正要发怒，被李靖拉住了。李靖转过身来，从容地对张公谨道：“张将军，恐怕尚不明白的人是你—下令继续进攻的人，不是我和李勣，而正是陛下啊！难道你不觉得今日的情形和当初韩信偷袭齐国之战非常相似吗？”
“是很相似，但别忘了，韩信攻克齐国的同时，郦食其死了。唐俭、安修仁有何罪，你俩竟要害死他们。”
李靖沉声道：“没错，我是准备牺牲唐俭等人，但如果他们牺牲了，能换取战争立即结束，我军至少能减免数千士兵的伤亡。与几千条人命相比，二位特使不值得怜惜！”
张公谨见李靖如此说话，一时无言以对。李靖也不再与他多费口舌，与李勣商议道：“今早大雪方停，以常理来论，今夜必会有大雾出现…”二人正说着话，突然一团大雾由远及近，毫无征兆的将所有唐军将士笼罩在其中。李勣见李靖一言即中，顿时肃然起敬，赞道：“老将军通晓天时么？”李靖如释重负地笑道：“通晓天时不敢当，但如果不是算准了会有这场大雾，我也许不敢冒险带领诸位来到这里。”他顿了一顿，高声下令道：“传本帅命令，让苏定方按照预定计划，立即出发！”
苏定方，原先刘黑闼帐下猛将，这一年三十九岁。刘黑闼兵败后，唐朝下令缉捕从犯，苏定方被迫隐姓埋名，藏匿于民间。唐太宗登基后，下诏大赦天下，同时征召四方勇士以备打击突厥，苏定方因勇略过人，被人举荐，从此加入唐军，深得李靖赏识。这次唐军北伐突厥，李靖特意挑选苏定方担任先锋，授予他两百骑兵在前开道。苏定方自知是戴罪之身，一路上兢兢业业，不敢有丝毫懈怠。数日前，李靖曾单独与苏定方相见，说唐军抵达突厥王庭附近时，如果刚好遇上天降大雾，苏定方应该当机立断，在大雾的掩护下直奔突厥人的王庭，他的大军随后就到。
苏定方得到李靖的指示，随即带着两百骑兵改行走为飞奔，快速杀向铁山。唐军此来，白道为出发地，白道位于大青山，大青山属阴山山脉。过了阴山，附近最大的一座山就是突厥可汗所在的铁山，因此极好辨识。苏定方与帐下二百骑兵抵达铁山附近时，浓雾突然散去，守在营帐外面值哨的突厥士兵这才发现有唐军出现，慌忙禀报正在陪同唐俭等人饮酒的颉利可汗。颉利可汗脸色大变，急问两位使者：“这到底是怎么回事？”唐俭、安修仁也是一头雾水，对此无法作出解释。双方还在争执，苏定方已带兵闯入军帐，但凡见到突厥人，挺矛便刺，突厥人之前只道盟约既签订完毕，唐军绝不会继续向北进攻，因而全国上下都处于缴械状态，竟被区区两百唐军打得抱头鼠窜。过不多时，李靖带着三千骑兵随后赶来，又发动了第二波进攻，这一下，突厥国真的是兵败如山倒了。
李靖的出现，打破了颉利可汗的一切幻想，他终于明白：中计了，该死的唐国人，拿议和当障眼法，其实压根就没准备和突厥议和。匆忙之间，他也顾不得如何处置那两位使者了，自己找了匹快马，抛下所有军民向北逃去，他走了之后，其他突厥人或也紧跟着可汗逃走，或留在营内被唐军屠杀，到了第二日天明，计点下来，五千多唐军通过偷袭，一夜之间共杀死、俘虏突厥军民达十余万人，并缴获牲畜达数十万头。混战之中，颉利可汗的夫人—隋朝义成公主，也被唐军杀死，唐俭、安修仁两位使者则趁乱脱险。
就在李靖、苏定方攻克铁山之际，李勣另带着七千骑兵迅速赶往铁山以北约六百里的碛口（在今内蒙古二连浩特市），在这里设下埋伏。根据李靖、李勣事先推断，颉利可汗的铁山王庭一旦沦陷，他一定会逃往漠北，而碛口就是从铁山前往漠北的必经之地。结果和两位名将预料的完全一致，李勣前脚刚抵达碛口，颉利可汗后脚就带着大量的残兵败卒也来到了这里，和铁山之战一样，毫无防备的突厥军民再次遭到了唐军的大肆屠杀，又有五万余人被俘虏。
经过铁山、碛口两战，突厥国的主力军队伤亡殆尽，颉利可汗被李勣拦住了去路，无法逃往漠北，只好调头向西方逃亡，去投奔掌管突厥国西部的一位叔父，名叫苏尼失。这位苏尼失，是启民可汗的弟弟，统领五万户的部落，在突厥国内权力仅次于颉利、突利两位可汗。颉利可汗到了苏尼失的驻地后，将连续遭到唐军偷袭的惨痛经历向对方哭诉，请求得到叔父苏尼失的庇护。苏尼失一口答应了下来，问侄儿接下来怎么办，颉利可汗哀叹道：“现在从阴山到漠北之间，几乎全部被唐军占据，说来也是怪了，他们的兵力看起来并不多，但我每到一处，他们都有军队在事先等待着我，不知道李靖为何会如此料事如神。依侄儿之见，咱们不如先逃往吐谷浑吧，该国偏处西陲，我想那李靖再神，也绝对想不到我们会逃去那里。”