以李靖为总指挥「定襄道行军大总管」，分六路进攻突厥，次年寒冒雪抵达朔州。贞观四年（630年）正月，李靖率三千精骑趁黑夜攻下颉利可汗的牙帐所在地定襄，颉利北撤铁山，李靖趁胜追击，以一万精兵趁夜袭击阴山，斩义成公主，俘虏颉利可汗，东突厥自此平定。太宗说：“昔李陵提步卒五千，不免身降匈奴，尚得名书竹帛。卿以三千轻骑，深入虏庭，克复定襄、威振北狄，实古今未有。”封李靖为代国公。此战实为李靖军事生涯成就最高的战役。
晚年.贞观八年（634年），西北吐谷浑王慕容伏允犯境，李靖主动请缨，太宗即任