nin Karahoca'ya yerleşmesi, bu devletçiğin komşusu olan Karaşehir'i tedirgin etmiştir. Karaşehir, Çin sarayına haraç ödemeyi kabul etmemiş ve Batı Göktürk Kağanlığı ile iş birliği anlaşması imzalamıştır. Bunun üzerine Guoxiao Ke komutasındaki Çin ordusu Karaşehir'in üzerine yürümüş ve 644'te Karaşehir düşmüştür. Burada Tang'a sadık bir yönetim kurulmuştur. Batı Türklerinin bu devletçiklere olan askerî yardımları Tang güçlerini caydırmakta yetersiz kalmıştır. Batı Türklerinin destekleriyle, Çin'in bu devletçiklerde kurduğu kukla yönetimler her ne kadar yıkılmışsa da, Türk kökenli ve Türk kağanlık soyundan gelen Aşina She'er yönetimindeki Çin ordusu, Batı Göktürklerin yeniden teşkilatlandırdığı bu devletçiklerinde yeniden Tang kontrolünü sağlamıştır.

Karaşehir'in ele geçirilmesinden sonra, She'er yönetimindeki Çin ordusu Kuçar'a yürümüştür. 50.000 askerden oluşan Kuçar ordusu, She'er tarafından mağlup edilmiştir. Kuçar kralı, askerleriyle birlikte Aksu'ya kaçmıştır. Kırk gün süren bir kuşatmadan sonra, kral yakalanmış ve Kuçar güçleri 19 Ocak 649'da teslim olmuştur. Kuçar'da hemen bir Tang askerî garnizonu kurularak bölge vaha devletleri yönetimine bağlanmıştır. Anksi Protekratlığı olarak bilinen bu yönetim; Kuçar, Kaşgar, Hotan ve Karaşehir vaha devletçiklerini içerisinde barındıran bir yönetim olarak tesis edilmiştir.

Daha önce Kansu'daki Li Şimin'e bağlı birliklerin komutanı olan ve Türk hükümdar uruğu Aşina'nın mensubu İl-Kullıg İşbara, Türkleri yeniden bölgede egemen kılabilmek amacıyla kendini Batı Göktürk kağanı ilan ederek Tang'a karşı büyük bir isyan başlattı. İl-Kullıg, isyan sonrasında Çin tarafından birbirine düşürülerek bölünen Türk boylarını yeniden birleştirdi.

İl-Kullıg kendini kağan ilan ettikten sonra, Tang Çini'nin doğusundaki yerleşimlere baskınlar düzenledi. Ayrıca Tarım Havzası'na saldırarak, buraları ele geçirdi. Böylece Tarım Havzası'ndaki altı yıllık Türk egemenliği başlamış oldu. Li Şimin, gittikçe gücünü artıran Türk tehlikesine karşı Su Dingfang komutasında büyük bir ordu toplayarak, Batı Göktürk tahtında gözü olan Türk asilzadeleri Baga Şad ve Böri Şad'ı kolordu komutanlıklarına getirdi. Böylece, Çin ordusunun önemli bir bölümünü oluşturan Türk kökenli askerlerin olası ihaneti önlenecek ve İl-Kullıg'a karşı birçok Türk boyuyla ittifak içerisine girilecekti.

Seferin sorumlusu olarak seçilen kumandan Su Dingfang, daha önce de Doğu Göktürk Kağanlığı kağanı İl Kağan'ın yakalanması için başlatılan harekâtın sorumluluğunu yapmış, bozkır kültürü ve şartlarına alışkın deneyimli bir askerdi. Ayrıca, Sui Hanedanılığı'nın yıkılıp Tang'ın kurulduğu geçiş dönemindeki iç savaşta önemli vazifeler üstlenmişti. Bu nedenle, Li Şimin, altı yıl boyunca Tarım Havzası'ndaki hakimiyeti kaybettiği İl-Kullıg'a karşı deneyimli kurmaylardan oluşan büyük bir ordu hazırladı. Sefer komutanı Su, ilk olarak harekâtın gerçekleştirileceği bölgelerdeki yerel liderlerle iletişime geçti. Türk beyleri Aşina Çon ve onun kuzeni Ashina She'er; sefere katılan diğer önemli Çinli olmayan generallerdi.

Su Dingfang, Orta Asya'daki önemli etnik grupların büyük bölümü ile koalisyon kurma çabasındaydı. Seyanto Hanlığı'na karşı ayaklanan Uygurlara yardım eden ve Tomırduk İlteber'in Uygur tahtına çıkmasını sağlayan Tang, Uygurları kendisine karşı doğal bir müttefik hâline getirmişti. Bu nedenle, Uygurlar ile yapılan anlaşma gereğince 10.000 Uygur atlısı da Tang'ın bu seferine destek verdi. Uygur askerleri, Uygur beyi Tomırduk İlteber'in oğlu Bolun tarafından komuta ediliyordu. Bolun, Sui Dingfang'ın yardımcılığına atandı ve Batı Türklerine karşı atlı birlikleri yönetme görevini üstlendi. Ayrıca Uygurlara çeşitli karakol komutanlıkları ve diğer bazı askerî rütbeler verildi.

Su komutasındaki ordu, tüm hazırlıklar tamamlanınca Ordos'tan Altay Dağları'na doğru uzanan Orta Asya bozkırlarına doğru yürüdü. Martta Ordos'tan ayrılan Çin ordusu, bozkır ve çöl ikliminin hâkim olduğu 3.000 millik bir mesafeyi kat ederek kasımda Kırgızistan'a ulaştı. Su, orduyu yol üzerindeki zengin vaha devletçiklerinde konaklatma yoluna gitmedi. Jonathan Karam Skaff'a göre bunun yerine, eski bir göçebe taktiği kullanarak, yemek için canlı hayvanlar kullanıldı. Sefer, bozkırları kaplayan kara rağmen kış boyunca devam etti. Zor şartlarda devam eden seferle ilgili Su Dingfang şu ifadeleri kullandı: ""Sis Karanlığı her yere yaydı. Rüzgâr çok soğuk. Düşmanlarımız bu zamanda bu seferi gerçekleştirebileceğimize inanmıyorlar. Haydi acele edip onlara güzel bir sürpriz yapalım!""

Çinli komutanlar, bozkırlarda doğan Türk İmparatorluğu'nun siyasi ve sosyal kültürüne aşina idi. Göçebeler ile kurulan ittifakların, savaşlarda kazanılan ganimetlerin dağıtımı ve boyların mal güvenliği esasına bağlı olduğunu; yöneticinin verdiği bu sözleri yerine getirmemesi durumunda ittifakın zayıflayacağını biliyorlardı. Bu sayede, Çinliler, muhalif boyların bu özelliğinden yararlanmayı başardılar ve Türk soylu birçok topluluğu Batı Türklerine karşı kendi saflarına çektiler.

Su Dingfang, savaş ganimeti vadederek Batı Türklerinin eski derebeylik yönetimlerini kendi tarafına çektikten sonra, Batı Göktürk Kağanlığı'na askerî katkı sağlayan bu unsurlardaki silahlı güçleri Batı Göktürklere karşı silah altına aldı. Su, böylece hem Göktürk ordusunun istihdam kaynaklarını azalttı hem de Batı Türklerine karşı oluşturulan ittifak daha da genişletildi.

Çin ordusu İl-Kullıg'ın karargâhına yaklaştığında, Altay Dağları'nın yakınlarındaki İrtiş Nehri'nde çarpışmalar başladı. Bu yüzden burada yapılan savaş, İrtiş Nehri Savaşı olarak bilinmektedir. Savaşta İl-Kullıg'ın ordusu 100.000 atlı askerden oluşmaktaydı. Su, ilk olarak savaş alanına göstermelik bir birlik konuşlandırdı. Bu küçük birliğin üzerine yürüyen İl-Kullıg, çemberin içerisinde kalarak pusuya düştü. Zor durumda kalan İl-Kullıg'a sürpriz bir baskın yapan Su; Batı Göktürk ordusunun büyük kısmını yok etti. Türk ordusunda çözülmeler başladı ve birçok İl-Kullıg'a tabî boy teslim oldu. İl-Kullıg, bugünkü Özbekistan sınırları içerisinde yer alan Taşkent'e kadar çekildi. İlerleyen günlerde İl-Kullıg yakalandı Çin kaynaklarında, Tang başkenti Çangan'a görülürken, yolda Tang hükümdarından bağışlanma dileyen İl-Kullıg'ın şu ifadeleri kullanıldığı aktarılmaktadır:

O kadar ki, yenilmiş ve savaş tutsağı olarak bitap hâldeydim! Beni eski imparator (Taizong) alıp cömertçe tedavi ettirdi; ama ben ona ihanet ettim. Ben şimdi yine bir mağlubum, erdemsiz bir durumdayım. Geçmişte, Han yasalarına göre idam cezasına çarptırılan erkeklerin pazar yerlerinde infaz edilmesi gerektiğini duymuştum. Biz başkent Çangan'a vardığımızda, ben diliyorum ki suçlarımı telafi etmek için eski imparator Taizong'un (Çaling adlı) mezarının başına gitmeme izin verirsiniz. Bu benim gönülden isteğimdir.

İmparator Gaozong, İl-Kullıg'ın ifadesini aldıktan sonra onun bu isteğini kabul etti. Buna rağmen, Tang yasaları tutsak edilen isyancı hükümdar ve generallerin idamını emrediyordu. Konfüçyusçuluk ritüellerine göre, İl-Kullıg Taizong (Li Şimin)'un mezarına gönderildi ve burada Gaozong tarafından hayatı bağışlandı. Eski zafer kazanmış ordu kutlama ritüelleri uygulanarak, İl-Kullıg başkentteki Atalar Tapınağı'na sunuldu. İl-Kullıg, böylece halk karşısında rezil bir duruma düşürülmüş hem de tutsaklığının devamına karar verilmişti. Çin'den bağışlanma talep edişi ve bu durum karşısında, İl-Kullıg, Atalar Tapınağı'ndaki törenden yaklaşık bir yıl sonra intihar etti. İl-Kullıg, ölümünün ardından imparatorluk sarayı dışında kitabe ile süslenmiş bir höyükte toprağa verildi. İl-Kullıg'ın mezarı, Tang döneminde, Tang'ın Batı Türklerine karşı üstünlüğünü simgeleyen bir anıt olarak kullanıldı.

Bu seferle birlikte, Tang'ın Anksi Protekratlığı'na bağlı Sincan bölgesi üzerindeki etkisi iyiden iyiye sağlamlaştı. Böylece, Batı Türklerinin nüfuz ettiği alanlardaki Türk egemenliği kırıldı. Altay Dağları'nın kapladığı coğrafya da Tang etkisine girdi, burada Üç Karluk boyundan Çin güdümünde yeni bir yönetim teşkil edildi. Çungarya Havzası'nın güneyindeki ele geçirilen topraklar ise Çuy boyuna bırakılarak, burada kurulan yeni yönetim de Çin mandası hâline getirildi. Amu Derya ve Pamir Dağları boyunca uzanan coğrafyada ise, Tang Hanedanlığı doğrudan kontrolü sağlayarak; buralar merkezî yönetim otoritesi altına alındı.

Su, kazandığı bu zaferden sonra yaşamını bir general olarak sürdürmeye karar vermiş ve 660'da Baekje Krallığı üzerine gönderilen Tang ordusunı komuta etmiştir. Ele geçirilen Batı Göktürk topraklarında yaşayan halk, Çin'in ele geçirdiği diğer toprak ve krallıklarda olduğu gibi Çinlileşmeye uğramamıştır. Aksine, Orta Asya'daki Tang askerî operasyonları; Tang'a hizmet eden Türk generalleri ve savaşçılarının oluşturdukları göç dalgaları sayesinde Türk dili ve kültürünün Asya'da geniş bir yayılım sahası bulmasıyla sonuçlanmıştır. Türkçenin yaygınlaşmasıyla, Orta Asya'nın batı bölümlerinde görülen Hint-Avrupa kökenli diller Türk dili ve kültürünün içerisinde eriyerek varlıklarını kaybetmeye başlamıştır. Tang sanatı, Orta Asya sanatı ile birleşmiş; özellikle seramik işçiliği konusunda Çin kültürü ile Orta Asya'nın yerel kültürleri etkileşmiştir. Tang'ın bu denli büyük bit coğrafyaya egemen olmasıyla, Çin parası uluslararası bir para birimi hâline gelerek; Tang'ın yıkılışından sonra da Sincan'da tedavülde kalmaya devam etmiştir. Tang mimarisinin çizgilerini yansıtan kültürel kalıtlara, bugün hâlâ Dunhuang'daki Budist tapınaklarında rastlanabilmektedir.

Yeni ele geçirilen toprakların büyüklüğü nedeniyle, artık ülke topraklarını korumak için Tang askerî garnizonları yeterli olmamaya başlamıştır. Bu denli büyük bir coğrafyayı yönetemeyeceğini anlayan Tang hükümdarı Gaozong, Batı Göktürklerin yaşadığı bölgelerdeki otoriteyi sağlayabilmek amacıyla bu bölgelere iki kukla kağan atamıştır. Ancak bu kukla kağanlar 662'de başlayan isyan sırasında tahttan indirilmiştir. Bu isyan sonrasında, Sincan'ın kuzeyindeki Çungarya'da Tang genişlemesi sekteye uğramış ve Tang Hanedanlığı, bugünkü Tacikistan ve Afganista