都蓝可汗雍虞闾听说后，遂与叔祖达头可汗玷厥结盟，合兵一处掩袭突利可汗染干。双方在长城脚下展开了一场大战，突利可汗大败，都蓝可汗将突利可汗的兄弟、儿子、侄儿全部杀死，并趁势渡过了黄河，闯入隋朝的蔚州（今山西省灵丘县）境内。突利可汗的部落全部被打散，他与长孙晟一起带着五名骑兵狼狈南逃，接近黎明，逃了一百多里，身边聚拢了数百骑兵。突利可汗与下属们商议道：“如今兵败入朝，只不过是一个投降了的普通人而已，隋朝皇帝岂能对我礼遇？虽然玷厥也率军前来，但我与他素来并无恩怨，如今如果前去投靠，他肯定是会收留我的。”长孙晟得知后，即偷偷派人进入伏远镇（今地不详），下令守军赶快点燃烽火。突利可汗见到守军四个烽火台同时燃起，遂询问长孙晟是什么意思，长孙晟诓骗他说：“我身处山谷，城堡位于高处，肯定是望见了敌人。根据我国的规定，如果敌人人数较少，就点燃两个烽火；如果来得多，就点燃三个；如果大队人马就在眼前，就点燃四个。守军一定是望见大批敌人已经逼近我们了！”突利可汗听后，顿时方寸大乱，对下属们说：“追兵已经逼近，还是赶快进城躲一躲！”等到一行人进入城堡后，长孙晟即命令突利可汗的高官执室统领突厥部众，他自己则与突利可汗乘坐驿马快车前往长安。
四月二日，突利可汗来到长安。隋文帝大喜，任命长孙晟为左勋卫骠骑将军，持节监护突厥部众。隋文帝命令突利可汗染干与都蓝可汗雍虞闾的使者特勤因头辩论，染干义正辞严，隋文帝非常高兴，对他很是优待。都蓝可汗的弟弟都速六抛妻弃子，与突利可汗一起来到长安，隋文帝对他很是赞赏。为了安抚都速六，隋文帝特意指令染干与他赌博，让其故意输给了都速六很多财物。
就在突利可汗来到长安的同时，隋军三路大军与南下突厥军队迎面相撞了！
中路高颎命令上柱国赵仲卿率领三千人马为先锋，当他们行至族蠡山（疑在今山西省右玉县北）时，与突厥军队遭遇，双方激战了七天七夜，隋军这股人数不多的先头部队大破突厥军队，并乘胜追击，一直追杀到乞伏泊（今内蒙古自治区察哈尔右翼前旗东北黄旗海），将突厥再次击破，俘虏一千多人，各种牲畜一万多头。
很快，突厥大军又转入了反攻，赵仲卿率领隋军结成方阵，四面抵抗，双方又苦战了五天。正巧，高颎率领大军赶到了战场，隋军立即向突厥军队发起总攻，再次将敌人击退。高颎指挥隋军穷追猛打，渡过白道川（今内蒙古自治区呼和浩特市以北），翻越秦山（阴山山脉），向北追击七百多里才南撤。
在中路取得胜利的同时，西路杨素所部也取得了胜利。
杨素军队遭遇的是达头可汗玷厥的军队。过去，隋朝军队与突厥作战，领兵大将担心突厥骑兵会冲击阵型，全都是命令战车、步兵与骑兵混编在一起，外面构筑鹿角，部队结成方阵，骑兵藏在方阵中央。这一次，杨素却说：“这种打法只是在固守，无法夺取战争的胜利。”于是，他下令一改过去的战法，将军队全部结成骑兵战斗阵型。达头可汗玷厥得知隋军要与自己的骑兵硬碰硬，不禁大喜，说道：“这是上天赏赐给我的胜利啊！”当即下马，向上天叩拜谢恩，而后，胜券在握的他率领十余万骑兵径直朝隋军杀来。
看到铺天盖地而来的突厥军队，上仪同三司周罗睺说道：“敌人阵型尚不整齐，请下来发起攻击吧！”杨素答应了。周罗睺亲率二十名壮士从隋军中冲出，径直冲入突厥军中，杨素指挥大军随后跟进。顿时，杀声四起，惊天动地，一场血战就此展开。双方短兵相接，从下午四五点一直打到下午六七点，隋军终于大获全胜，杀伤无数突厥人，达头可汗身负重伤，狼狈脱离了战场，剩余的突厥残兵败将也哭喊着向北逃去。
到这一年十月二日，隋文帝加封突利可汗染干为意利珍豆启民可汗，汉语的意思是心智健康的可汗。启民可汗上书称：“不仅蒙受陛下册立，又改了官名，过去我曾有的奸诈之心，从此以后全部去除，一心侍奉陛下，再也不敢违法了。”长孙晟派出投降的突厥人回到都蓝可汗那里侦查，得知都蓝可汗境内灾祸频仍，部众终日惶恐不安，每夜都会发生夜惊，声言隋军就要来了。除了都速六之外，都蓝可汗帐下的部众前后归顺隋朝的又有一万多人，隋文帝命令长孙晟率领五万人在朔州修筑大利城（今内蒙古自治区清水河县，一说在今内蒙古自治区和林格尔县西北），安置突利可汗以及突厥降众。当时，嫁给突利可汗不足两年的安义公主已去世了，隋文帝又命长孙晟持节护送宗室之女义成公主再嫁突利。
长孙晟又上书说：“投奔染干部落的突厥人越来越多，虽然把他们安置在长城之内，但他们还是担心受到雍虞闾的劫掠，无法安心生活。请求把他们迁往五原（今陕西省定边县，一说在今内蒙古自治区五原南），北依黄河，再在夏州（今陕西省横山县）与胜州（今内蒙古自治区托克托县）南北四百里之间，东西一直到黄河，开挖一道深沟，使他们可以在其中自由游牧。”隋文帝答应了。隋文帝又下令上柱国赵仲卿率领两万边防军防御达头可汗，代州总管韩洪等人率领一万步骑镇守恒安（今山西省大同市西北）。达头可汗率领十万骑兵前来，韩洪军大败，赵仲卿率军从乐宁镇（一说即乐安镇，在今山西省大同市西）截击，斩杀了一千多敌人。
到这一年年底，隋文帝又命令杨素率军从灵州、行军总管韩僧寿从庆州（今甘肃省庆阳市）、史万岁从燕州（今河北省涿州市）、大将军姚辩从河州（今甘肃省临夏市）出击，兵分四路，继续打击突厥。隋军尚未出塞，到这一年十二月四日，众叛亲离的都蓝可汗雍虞闾被部下所杀，达头可汗玷厥自立为步迦可汗，突厥汗国陷入一片混乱。长孙晟建议隋文帝道：“如今我大军临境，屡战屡胜，敌人国内分崩离析，国主被杀，趁此机会前去招抚，一定能让突厥人全部归附，请求您答应派遣染干的部下分头前去招抚。”隋文帝同意了，因此，有很多突厥部众都投降了染干。