唐贞观三年（629年）十一月至四年三月，在唐与突厥的战争中，唐王朝为消除北方威胁进而攻灭东突厥颉利可汗部进行了一次重要作战，被称为唐灭东突厥之战。

李世民以突厥进攻河西为借口，于二十三日诏命兵分六路出兵剿灭东突厥，颉利可汗率万余人欲逃过口，却遭李绩军堵截，其大酋长皆率众投降。颉利可汗在阴山山脉被击败后，颉利逃往灵州（治今宁夏灵武西南）西北的沙钵罗部落，意图投奔欲投奔吐谷浑，途中被大同道行军副总管张宝相俘获送往长安。此战过后，突厥的实力大大削弱，突厥对中原的袭扰得到了遏制。唐灭东突厥之战也对周围的其他少数民族政权起到了一定的震慑作用，唐朝此后极少收到来自其他民族的袭扰。

自隋朝开皇三年突厥汗国分裂之后，东突厥汗国就南下臣服于隋朝，并且和隋朝一起对抗在中亚地区独霸一方的西突厥汗国。隋末唐初，启民可汗之子阿史那·咄吉世即位成为东突厥的可汗。当时中原的隋朝政府因为起义军和军阀此起彼伏，混战不休，因此无暇顾忌北方的突厥部落。始毕可汗乘机脱离了隋朝，开始迅速崛起。他历次发兵南下，掠夺边境各州，公元615年甚至将隋炀帝围困在代州，后来幸亏李世民和王世充分别率部解围才使隋炀帝幸免于难。北方各地的起义军为了稳定后方，纷纷与东突厥结盟，并称臣纳贡。东突厥也愿意支持刘武周、梁师都、窦建德、刘黑闼、高开道等割据势力，以图将来在中原增加影响力。

唐高祖李渊于618年在太原起兵，参与对中原的争夺。当时他用空城计吓退过来犯的突厥军队。但是李渊仍然明白自己无法于狼军抗衡，因此差遣刘文静出使东突厥，向突厥上表称臣。当时李渊与阿史那·咄吉世的约定是，唐军攻下的地区，土地人民归李渊，金银财富归始毕可汗。始毕可汗欣然答应，并且给李渊提供了一些突厥战马。621年，颉利可汗即位，开始破坏唐朝与突厥的盟约，屡次协同铁勒、薛延陀等诸部南下袭击北方边城。李世民于武德七年用反间计打退过突厥军队，然而总的来说，唐军处于弱势。李渊和李建成甚至想过要迁都以避免被突厥围歼。

公元626年，李世民通过玄武门之变杀死李建成夺得唐朝的帝位。东突厥颉利可汗趁着李世民尚未将薛万彻、罗艺等李建成余部铲除干净，命拔野古部和同罗部的骑兵围攻乌城，牵制住程咬金、徐世和屈突通的唐军主力，他自己则协同其弟突利可汗以及铁勒首领契苾何力率20万大军南下，兵锋直指长安。李世民扣留了进城威胁的突厥大将执失思力，然后冒险率长孙无忌、高士廉、房玄龄、侯君集、段志玄、独孤彦云等六骑到长安城外的渭河便桥南岸，隔河大骂东突厥背信弃义。同时，唐朝大将尉迟敬德于泾阳之战中击败突厥的左翼军，击败突厥名将阿史那乌默啜。颉利可汗等自知理亏，又因为侧翼遭袭，大将被扣押，因此与李世民在渭水便桥上斩白马为盟，之后退兵。李世民也放回了执失思力。李世民将此事视为警告，因此从他即位开始，就着手准备灭东突厥。

渭水会盟后，唐太宗为彻底解除突厥威胁，采取一系列政治、经济措施以增强国力，在军事上积极备战。他一反前朝不许臣下带武器上殿的规定，每天引数百士卒在显德殿习武射箭，很快培养出一支能征善战的精锐部队。同时，唐于贞观元年争取割据恒安镇（今大同市东北古城）的苑君璋归附，贞观二年柴绍率军击灭割据朔方郡（治今内蒙古自治区乌审旗南白城子）的梁师都，占据了便于反击东突厥的军事要地。而突厥内部由于连年征战和霜冻干旱等天灾，使得民疲畜瘦，很多羊、马被冻死、饿死；薛延陀、回纥汗国、拔也古、同罗诸部亦趁机群起反抗，共推薛延陀首领真珠可汗为真珠可汗，并接受唐王朝册封；东突厥次汗突利可汗因长期受颉利可汗压制排挤，也暗中与唐联络，表示愿意归附。唐反击突厥的条件已经成熟。

贞观三年（629年）十一月，东突厥将军雅尔金和阿史那·社尔率军进扰河西。肃州（治酒泉市，今甘肃酒泉）守将张士贵、张掖市（治张掖，今甘肃张掖）守将张宝相互相统兵结成角之势，坚壁清野，利用城池阻挡狼军，最终使突厥人无功而返。这为李世民反击突厥找到了出兵的借口。

将军张公谨上书唐太宗李世民，列举了六条出兵突厥的理由。唐太宗以突厥进攻河西为借口，于二十三日诏命兵分六路出兵剿灭东突厥。兵部尚书代国公李靖为定襄道行军总管，张公瑾为副，率领中军；太原市都督英国公李勣为通漠道行军总管（《资治通鉴》作通汉道，疑为“汉”和“漠”繁体字形状相近而产生的失误），由东路率主力直接进攻东突厥腹地；华州刺史霍国公柴绍为金河道行军总管，在西路顺黄河前进，与李靖、徐世勣遥相呼应；礼部尚书任城郡王李道宗为大同道行军总管，张宝相为副，从灵州往西北挺进；检校幽州都督卫孝杰为恒安道行军总管，镇守燕云地区防止突厥军队东逃；灵州都督薛万淑为畅武道行军总管，借道东北地区出击突厥后方，监视突利可汗。大军10余万皆受李靖节度，分6路反击突厥。

四年正月，李靖率3000骁骑从朔州市（今山西朔县）出发，进屯恶阳岭（今山西平鲁西北），乘夜袭占襄城（今内蒙古自治区和林格尔县西北土城子）。颉利可汗未料到唐军突至，认为李靖敢孤军深入，定有主力随后（“兵不倾国来，靖敢提孤军至此？”），慌忙将牙帐撤至碛口（今内蒙古善丁呼拉尔）。李靖又派间谍离间其部众，颉利的心腹大将康苏密挟隋炀帝皇后萧氏及其孙杨政道至定襄降唐。颉利见康苏密降唐，不敢停留，继续率部向阴山山脉撤退，在浑河边与柴绍的金河军交战，之后又在白登山（今内蒙古呼和浩特市西北）遭到兵出大同市（今山西省北部）的李勣率领的通漠军截击，大败。颉利退屯铁山（今内蒙古自治区白云鄂博矿区一带），收集余众数万。颉利可汗自觉已不是唐军对手，即派执失思力为特使，到长安向李世民谢罪请降，表示愿举国内附。实际上企图待草青马肥之时，再转移到漠北，伺机东山再起。

唐太宗派鸿胪卿唐俭、将军安修仁等去突厥抚慰，令李靖率兵接应。

二月，李靖引兵至白道与徐世勣会合。徐世勣说：“颉利虽然战败，人马还多，如果走过沙漠，得到九姓铁勒的庇护，道路遥远险阻，就很难追上他们了。如今下诏派唐俭到那里去，突厥必定放松戒备，我们随后去袭击，这样就可以不战而平定贼寇了。”李靖握着李勣的手腕高兴地说：“您的这番话，就是韩信灭田横的策略啊。”副将张公谨怕这么做会使唐俭等人身陷险地。李靖说只要能剿灭突厥，唐俭等人根本不用去考虑。于是李靖率精兵连夜出发，徐世勣统大军续后前进。李靖军冒雪至阴山山脉，遇突厥营帐千余，尽俘之以随军。颉利可汗见唐使前来抚慰，以为安然无事，未加戒备。初八，李靖派偏将苏定方率200骑兵为前锋，在浓雾掩护下衔枚疾进，至颉利牙帐七里才被发现。苏定方长驱直入攻下了突厥颉利可汗的牙帐，颉利乘千里马西逃。李靖率大军跟进，突厥军溃散，被歼万余人，被俘男女10余万。唐俭、安修仁趁乱脱险而归。

颉利可汗在阴山被击败后，仓皇由云中向西逃窜，意图投奔吐谷浑国王伏允或高昌国国王曲文泰。在半路上，部将大多叛逃。其子叠罗施也与他走散。不久，身边只剩下数十骑兵的颉利可汗迎头撞上了李道宗的大同军。一番激战后，唐将张宝相将颉利可汗擒获。

李世民没有杀死颉利可汗，而是封他为归义王、右卫大将军，让他在长安度过余生。突利可汗随后归降，被封为北平市君王。突厥大将执失思力、阿史那·社尔、阿史那思摩以及契苾何力等悉数归降，都受到唐朝的重用。真珠可汗夷男也上表表示归顺。

此战过后，突厥对中原的袭扰得到了遏制，还对周围的其他少数民族政权起到了极大的震慑作用，唐朝此后极少收到来自其他民族的袭扰，而且突厥的实力得到了极大的削弱，从而保障了中原地区的经济发展，给后来的开元盛世创造了安定的环境；同时增广了唐的北方统治面积，为后来的北庭都护府的建立提供了条件，也为后来的歼灭西突厥创造了机会。