裴行俭以过人的胆略平定西突厥阿史那都支谋反的企图后，返回长安城。同年（679年）十月，北突厥突然爆发大规模的叛变。
这场叛变来得非常突然，唐王朝的文武大臣都始料不及，因为事前没有一点征兆。在十七年前铁勒九姓叛变时，突厥也没有跟着起哄，正是在风平浪静之中，一阵狂风骤起，搅起漫天的黄沙。
叛变是由突厥的阿史德家族挑起的。
在 630年李靖击破突厥汗国之后，阿史德家族所统领的三百帐落突厥人投降唐帝国，迁居到云中城，归单于大都督府管辖。经过数十年的休养生息，阿史德部落的人口得到了很快的增长，后来又分割成两个部落，一个由阿史德温傅统领，一个由阿史德奉职统领。
作为一个曾经强大过、雄霸天下的突厥汗国，在一夜之间被李靖击破，这无疑使许多突厥人心理极不平衡，一心想回复突厥往日的辉煌。然而 650年，车鼻可汗被大唐帝国消灭，突厥汗国卷土重来的希望微乎其微了。
吐蕃的崛起给突厥人带来了机会。
经历两次大败仗之后，大唐帝国不得不动用更多的军事力量用于西部同吐蕃抗衡。正是在这种背景之下，阿史德温傅与阿史德奉职加紧了策划突厥独立的步伐，整个叛乱的准备工作非常秘密，唐王朝根本没有注意到北方将掀起惊涛骇浪。
阿史德温傅与阿史德奉职起兵之后，宣布拥立可汗家族的阿史那泥熟匐为新突厥汗国的可汗，结果一呼百应，在故突厥境内的二十四个州的首领也纷纷起兵响应。一时之间，叛变的部落人数多达数十万人。
大唐帝国震惊了。
唐朝廷紧急派遣单于大都护府长史萧嗣业为统帅，率领右领军卫将军花大智、右千牛卫将军李景嘉等，前往平定突厥的叛乱。
刚开始时，突厥人屡屡受挫，也许是很久没有打过仗了，感觉比较生疏，战斗力不强，比不上身经百战的大唐军队。
在赢得多次战斗胜利之后，萧嗣业不禁有轻敌之心，认为突厥叛军只不过是一群乌合之众，不堪一击。骄傲着实是胜利的天敌，更何况萧嗣业也没有骄傲的资本，放松警戒心之后，便预兆着灾难的来临。
第一个危险的信号是唐军的辎重部队受到突厥军队的袭击，虽然辎重部队只有数百人，兵力上的损失并不算严重，但严重的是数百车粮草、冬衣被突厥军队夺走。此时正是冬季，在冰天雪地中要寻找粮食可不是件容易的事，而且战马也需要草料。
萧嗣业被迫停止进军，但他的轻敌之心，使他疏于防范突厥大军的偷袭。
大雪飘落，寒风彻骨。
突厥军队利用大雪作为掩护，在雪夜偷袭萧嗣业的大本营。在恶劣的天气中进行偷袭，这可是唐军的一贯作风，但是坚忍的突厥人这次却给了萧嗣业一个意外。战场形势瞬息万变，任何一处细微的失误，都有可能葬送胜利的果实。
夜深了，大雪仍在纷飞，士兵们守在炉火旁，既冷又饿，萧嗣业已经进入温暖的梦乡，但突然间铁骑突出刀枪鸣，突厥大军不期而至。萧嗣业大吃一惊，此时唐军兵营根本没有像样的防守，突厥大军如入无人之境，萧嗣业想要组织起有效的抵抗，无奈阵营太混乱，他心里暗暗叫苦，回天无力，狼狈逃跑。这下唐军阵营更加混乱了，结果突厥人越战越勇，唐军遭遇灭顶之灾，被杀死的士兵“不可胜数”。
相比萧嗣业，花大智与李景嘉还算略好一点，这二位副帅没有一走了之，而是率其部众，且战且退，虽然伤亡惨重，最终还是得以撤回单于都护府。
这次惨败，令唐高宗大为震怒，萧嗣业被判处死刑，后来减罪一级，改为流放桂州；花大智、李景嘉二人虽然撤回到单于都护府，但是兵员损失惨重，全部被免去官职。
此时的唐高宗一定感慨贞观名将的凋零，要派谁出任统帅呢？思前想后，看来还得裴行俭出马，虽然这位老臣刚刚平定西突厥、风尘仆仆地返回京师。
裴行俭今年六十岁了，看来唐朝老将确实有不老的雄心，像李靖征吐谷浑，程知节、苏定方等人征西突厥，都是年过六旬。裴行俭比他们更特殊，虽然早些时候他兵不血刃，夺取西突厥，此中的胆略与计谋，远非常人可比，但他没有指挥过大兵团作战的经验。不过并不等于他不通晓兵略，作为名将苏定方的得意门生，裴行俭只要有机会，仍然可以在战场上大展身手。
十一月，裴行俭正式出任远征军统帅。
唐朝廷对于这次北征作战相当重视，动员兵力之广，为唐高宗登基以来所罕见。
远征军总兵力达到三十万人之多，裴行俭出任定襄道行军大总管，太仆少卿李思文、营州都督周道务为副手，直属兵团十八万人，这是北征的主力兵力。同时还有两支军队受裴行俭的节制，一支是西路军，由检校丰州都督程务挺统率；另一支是东路军，由幽州都督李文暕统领，这两路军各有五六万人。
在大军出发前，唐高宗李治设酒宴为裴行俭饯行，唐高宗说道：“你文武全才，只让你担任文官，是委屈你的才华了，现在我就授给你文武两个官职。”于是当即授予裴行俭礼部尚书与检校右卫大将军二职，在此之前，裴行俭的官职是吏部侍郎，显然，这个官职对于满腹文韬武略的裴行俭来说，确有屈才之嫌。
次年（680年，高宗调露二年），春暖花开，正是一个发动进攻的好时节。
裴行俭大军挺进到朔川一带，他对部下说：“用兵之道，抚士贵诚，制敌尚诈。去年萧嗣业战败的原因，就是因为粮草运输被突厥人所掠，士兵忍饥挨冻，最后招致灭顶之灾。这次突厥人一定会故伎重施，正所谓兵不厌诈，我们正好可以将计就计。”
从裴行俭计取西突厥中，我们便可以看出，此人诡计多端，精于军事欺骗，殆可称为老狐狸。裴行俭再设奇谋，注意，这个奇谋与西方的木马计有异曲同工之妙，他准备了三百辆粮草车，每辆车中藏伏着五名勇士，持着大刀与劲弩，总计三百辆车内藏伏着一千五百名勇士，这队“粮草车”由数百名老弱羸兵负责押运，而且在沿途设下伏兵。
果不其然，突厥人自从上次劫掠萧嗣业的粮草尝到甜头后，又密切关注着裴行俭大军粮草车的动向。三百辆粮草车一出发，就被突厥人盯上了，他们一看乐了，三百车的粮草啊，才数百人押运，而且看上去并不是精兵猛士。突厥人尾随而去，远离裴行俭营后，便对押运车队发动袭击，这数百名的老弱羸兵一哄而散，突厥人乐呵呵地把三百辆大车拉走。
三百辆大车被拉到有水草处时，突厥人解鞍下马，让马匹吃些粮草，好有力气赶路。此时，躲在车内的一千五百名勇士一跃而出，手中的劲弩早已箭在弦上。这劲弩本来杀伤力就非常强，而且又是近距离的射击，这威力恐怕比子弹还要厉害，噼里啪啦的几下子，就撂倒数百名突厥兵。
突厥人如梦初醒，高呼“上当”，此时唐军勇士们把劲弩射光后一扔，手持陌刀冲出来。陌刀就是长柄大刀，因为突厥人多是骑兵，用短柄刀与骑在高头大马上的突厥兵厮杀，很吃亏，所以用长柄大刀，除了砍人之外，还可以砍马，在马腿上一刀下去，这马一疼，或仆倒于地，或狂奔乱跑，那骑兵就没法在马背上作战了。这些训练有素的大唐勇士，把长柄大刀舞得呼呼作响，只见这水草地上，以血浇草，人头乱滚。
好汉不吃眼前亏，突厥人大呼“撤了撤了”，纵马而去，大唐猛士们岂肯罢休，将大刀往运粮马车的系马绳上一抹，拉来马匹，纵身上马，用刀背一拍马匹，便“哒哒哒”地向前飞奔，紧追不舍。
突厥人逃到险隘处时，眼看过了隘口之后，就可以摆脱唐军的追击了。但没有想到的是，裴行俭神机妙算，在突厥人可能逃窜的几个方向上，在重要隘口处，都设置了伏兵。突厥人只顾逃窜，哪知钻进唐军设下的口袋中，结果遭到前后夹击，这支突厥抢粮分队，最后除了被杀，就是被俘虏，全军覆灭了。
突厥人首战便遭迎头痛击，再也不敢打运粮车的主意了，此后，大唐数十万大军的粮运畅通无阻。
如果说事前还有很多人对裴行俭这位文官出身的统帅会不会打仗还抱以怀疑的话，那么这一仗之后，这些怀疑雪释冰消了，大家对这位当世诸葛佩服得五体投地。
裴行俭一战树立了其在军中的威信，大军继续向北挺进到单于大都护府。此时单于大都护府已经落入突厥人的手中。
时值黄昏，日薄西山，暮色笼罩大地。
北征军统帅裴行俭下令就此安营扎寨。裴行俭行军很有一套方法，每到安营扎寨时，他便要求在营寨周围挖掘沟堑，以防止突厥骑兵的偷袭，这个工程量很大，也很辛苦，但是流汗总比流血好，爱惜士兵生命的将领才是好将领，如果像萧嗣业那样疏于防备，固然士兵们省事图个痛快，但是遇到敌人的突袭，最终倒霉的不还是士兵吗？
防护用的沟堑已经挖好，裴行俭若有所思地看看天空，突然他心里蓦然一动，便对部将们说：“快，我们得放弃这个营地，马上将兵营转移到高地。”
部将们大吃一惊，有没有搞错，刚刚花了九牛二虎之力才安好营寨，挖好沟堑，还没休息就要移寨到高地上，这不是折腾人吗？纷纷向裴行俭问说，这是怎么回事，好好的，为什么要搬来搬去的。裴行俭不听，部将们没有办法，士兵们一肚子苦水，很郁闷地把兵营搬到高地上。到了深夜时分，忽然狂风大作，大雨倾盆，真是罕见的一场暴风雨。第二天早晨，大家看到山下原先安营的那块低洼地，积水超过一丈，不禁你一言我一语地说开了：“哎呀，我的妈呀，幸好昨晚我们搬到高地上，要不然岂不是被水淹了？”“可不是嘛，裴总管怎知道会有暴雨？”“哎，俺早听说过裴总管天文地理无所不晓，赛过诸葛哩。”
部将们这下可服了裴行俭了，但还是百思未得其解，便向主帅询问怎么得知将有暴雨。裴行俭故作神秘状对他们说：“从今往后，你们只管听我吩咐就是，不必问我是怎么知道的。”看来裴行俭学问之高深，果然非同凡响，不止于书法兵事，于气象似乎也颇有研究。
经过这两次事件之后，大家都把裴行俭当做神人了。裴行俭深知仅这些还是不够的，关键是必须要完成平定突厥叛乱的使命。终于，唐与突厥大军在黑山（今内蒙古包头西北）相遇，一场决战开始了。这场决战，突厥人的失败是注定的。虽然史书上没有明确记载突厥人的兵力，依笔者之见，决计不超过二十万人，日后突厥汗国重建后，总兵力最多时是四十万，此时突厥汗国尚未完全建立，能够拼凑到其全盛时代兵力的一半，已经非常不容易了。大唐远征军的总兵力达到三十万人，这无疑占有绝对优势。再者，突厥诸部落联军即便有二十万人，也没有统一的领导。虽然阿史德家族推出阿史那泥熟匐作为可汗，但并没得到诸部落的一致认同，而且各部落协同作战的能力也令人怀疑，以前萧嗣业与突厥军队的正面交锋，唐军也是屡战屡胜，足以证明唐军之作战能力要远强于突厥人。
唐军在兵力及战斗力上都强过对手，那么剩下来的就是考验统帅的能力。裴行俭与萧嗣业并不是同一重量级的人物，裴行俭的能力以及军事才华，均要远远超过萧嗣业，他足智多谋，坚忍不拔，是唐朝史上最伟大的名将之一。
在唐军各方面都占据优势的情况下，战况呈现一边倒的局面。在裴行俭的指挥下，唐远征军与突厥大军连续交锋，每次都大败敌军。在战斗中，突厥造反派的首领阿史德奉职被唐军俘虏，这对突厥来说，是一次大挫折。
突厥残部从黑山撤到了狼山。裴行俭再度追击，突厥各部虽然在造反时如一阵风席卷而来，但在挫败面前，本就松散的部落联盟更加松动，最后引发一场内讧，一些部落决定退出叛乱集团，被推为可汗的阿史那泥熟匐被杀死，这些部落拿着阿史那泥熟匐的人头向裴行俭投降。
就在这个时候，唐高宗李治犯下了一个大错，认为平定突厥的叛变已经指日可待了，便派户部尚书崔知悌到定襄，慰劳将士，并处理对突厥的善后事宜，然后令裴行俭班师回朝。
朝廷之所以急于将北征大军召回，乃是因为帝国的西疆受到吐蕃的威胁越来越大，吐蕃势力如日中天。这一年，吐蕃攻陷大唐西南重要的军事重镇茂州安戎城，致使西南的西洱诸部落（今云南洱海湖一带）全部投降吐蕃，吐蕃占据了诸羌的地盘，严重威胁到大唐西部的凉州、松州、茂州、巂州。
裴行俭的班师回朝，给了突厥人喘息之机。
虽然现在突厥部落并没有一个统一的领袖，各部落似乎是各自为战，但是仍然给唐帝国造成极大的麻烦。680年七月，突厥人袭击云州，被代州都督窦怀哲及右领军中郎将程务挺击退；次年正月，突厥骑兵进攻原州、庆州。
突厥的力量再度转强，而且新的领袖正在形成，突厥一个部落酋长阿史那伏念自立为可汗，这个可汗得到了突厥叛乱的始作俑者阿史德温傅的认同，于是两人联手，成为突厥叛乱的中坚力量，其他许多小部落又纷纷前来投靠。
这次唐朝廷看清楚了，原来突厥人的决心与意志，要远远超过唐高宗的想象，对于曾经有过辉煌历史的突厥，绝不可以小视。
裴行俭再次临危授命，出任定襄道行军大总管，右武卫将军曹怀舜、幽州都督李文暕为副帅，统领大军，第二次出征突厥。
智勇双全的裴行俭，能否完成平定突厥叛乱的伟业呢？
