就这样，一头雾水的泥涅师和胸有成竹的裴行俭结伴启程了，经过长途跋涉，二人带着朝廷赐予的节杖、公文，于公元679年七月抵达了西域境内的西州都督府（在今新疆省吐鲁番市）。便在数月之前，吐蕃大军刚从西域撤走，唐朝再次光复了安西四镇。至于吐蕃这次撤军的原因，主要是吐蕃人和阿拉伯人一样，虽然兵强马壮、骁勇善战，但他们的国家重武轻文，经济并不富裕（相对唐朝而言），所以他们每占得一地，也会对辖下的臣民征收重税，这激起了习惯了大唐仁义政策的安西四镇当地首领的反抗。另外，吐蕃国镇守的重心一直在吐谷浑，长期把一支大军放在西域终有不便，这也解释了他们为何需要阿史那都支和李遮匐的帮助。安西四镇首领闻知前任大都护裴行俭这时前来西域，惊喜地前往西州都督府迎接，问他：“莫非朝廷又重新任命大人为安西大都护了么？”裴行俭出示过公文，答道：“非也。本官此次非为西域而来，而是为了护送这位波斯王子回国继位。”各镇首领原以为裴行俭此来，是为了帮助他们抵御吐蕃和阿史那都支、李遮匐等人的侵扰，听后不免有些失望。他们又见裴行俭与王子二人只带来一辆马车，朝廷并未派出一兵一卒护送他俩，出于对裴行俭品德的爱戴，以及其人身安全的考虑，首领们便表示愿意借一些士兵陪他俩一道前往波斯，以免二人途中被阿史那都支、李遮匐所劫。裴行俭见却之不恭，便临时从西域挑选了一千多名骑兵，纳入自己帐下。
前来拜会裴行俭的首领多达数十个，其中以龟兹、焉耆、毗沙（因于阗王相助唐军抗击吐蕃的功劳最大，高宗皇帝册封于阗王为毗沙都督）、疏勒四镇的胡人酋长为首，他们愿借兵给裴行俭，显然大多是亲近唐朝的；但其中也难免夹杂着几个败类，因畏惧吐蕃强盛而沦为其细作。这些人确认过裴行俭要护送波斯王子回国的消息后，趁其他首领不备，急忙前往向阿史那都支、李遮匐告密。阿史那都支、李遮匐大喜：“裴行俭曾任安西大都护，是唐朝的大官，若能活捉他送给吐蕃大相，少不得我等好处！”二人于是迅速召集好军队，埋伏在从西域去波斯的必经之路上，结果等了半个月，连裴行俭的影子都没瞧见。这时候，那些小酋长又送讯来了：“裴行俭说西域天气太热，暂时不去波斯了，等他启程上路至少还要一个月。”阿史那都支、李遮匐这才明白为何日夜派人盯哨，总是不见裴行俭路过，二人遂约定，先各回自己的营地，等到八月中旬时再重新率军前来设伏。
不知不觉，已是八月上旬，龟兹、焉耆、毗沙、疏勒等地，天气依然酷热。四大酋长心想老友裴行俭过几日就要走了，这一走，还不知何日再能相见，遂趁着他还没上路，在西州都督府轮流设宴，殷勤款待。一日，裴行俭突然问他们道：“从前，我担任安西大都护时，知西州附近有一地盛产猎物，每次与诸位一起去打猎都满载而归。各位既闲着无事，何不随本官一起去打猎回来下酒？”四大酋长听后都说好，又问他们的随从，是否愿意随裴行俭一起去打猎，一时报名者达上万人之多。裴行俭在他们的簇拥下离开了都督府，外出寻找猎物，结果因天气酷热，找来找去也没有见到有落单的野生动物，倒是找到了一个诺大的军营。裴行俭佯作不知，问陪同他前来的各位首领道：“这是谁的营地？”各位首领细细一看，忙劝裴行俭赶紧掉头离开，解释道：“这是阿史那都支的营地，他和吐蕃人是一伙的！”裴行俭笑道：“来都来了，不知可派人传召他出营相见吗？”各位首领面面相觑之后，吞吞吐吐地说道：“他的军队有好几万人，咱们眼下这点兵马，趁着他还没发觉，赶紧逃跑才是上策，哪敢邀他出营相见…”裴行俭坚定地拒绝了他们的好意，说道：“不妨，正因他没有防备我会突然来到这里，所以也根本无法洞悉我此来的真正意图—去请他出来吧，态度和蔼一些，就说我裴行俭偶然路过此地，只是想见他一面而已。”
首领们犟不过他，又不好撇下他自己回去，真的派人上前传话，说裴行俭到了。阿史那都支正与几位将军坐在营中饮酒，忽闻裴行俭带着上万骑兵前来兴师问罪，吓得面如土色，其他将领问他是否要吹响号角，集合大军迎战，阿史那都支犹豫了一下，摆摆手道：“两军相距咫尺，仅隔着一道栅栏，若吹响号角，等不及我军列阵完毕，裴行俭一定已带着严阵以待的上万骑兵集体杀入进来，后果不可预料。不如依他所言，我亲自去和他见一面，也许他真的只是偶尔路过，根本没想袭击我军。”说罢，他放下酒樽，仅带着几名贴身随从出营，硬着头皮去见裴行俭。裴行俭等阿史那都支走到近前，脸上的笑意突然不见了，他冷冷打量了对方一眼，暴喝一声：“给我拿下，绑个结实！”随他前来打猎的四镇首领等人不防这一变故，既见阿史那都支是自己主动送上门来的，只好依令把他绑了。
阿史那都支束手就擒，可苦了大营内的他的那些手下，他们什么都不知情，莫名其妙地就听说主帅已被裴行俭擒获，惊慌之下，数万西突厥将士大乱溃逃。裴行俭逮捕了其中的几人，问他们道：“李遮匐的营地在何处？”那几个西突厥人被挟持之下只好主动答应替裴行俭带路。裴行俭谢过四镇首领，仅率原本要护送他去波斯的那一千骑兵昼夜兼程，驰往李遮匐的大营而去，途中，那几个带路的西突厥人突然指着一旁路过的几人说道：“他们是李遮匐用来与我军联络的信使，大人要见李遮匐，让他们带路岂不是更好？”裴行俭又抓获了那几人，稍一盘问，果然是李遮匐的使者。裴行俭没有像之前一样下令把他们捆起来，而是把他们全部释放，好言抚慰道：“回去告诉你们首领，阿史那都支已率领他的大军集体向朝廷归降了，他是投降还是想负隅顽抗，当速作决断，本官马上就到。”李遮匐的使者向被裴行俭挟持的阿史那都支手下求证，那些人心想首领确实已被擒，这也基本算是事实，便点了点头。李遮匐的使者回去之后，将裴行俭的原话上报，李遮匐吓了一大跳：“裴行俭难道不止一千军队，朝廷另有大军跟随其后？—否则以阿史那都支的兵力和为人，他岂会主动投降？”
“那我也投降吧！”