回国不久，唐太宗觉得这次太匆忙了，没有好好了解天竺的风土人情，于是又派王玄策为正使、蒋师仁为副使一行30人出使印度，当时天竺是小国林立，其中有四个小国派使者带着财物来，准备与王玄策一起到唐朝朝贡。恰逢中天竺王尸罗逸多死，国中大乱，其大臣那伏帝阿罗那顺篡位，于是发动所有军队进攻王玄策。
跟随王玄策的30骑兵与敌人交战，但敌众我寡，失败被擒获，敌人趁机劫掠诸国贡献的财物。王玄策逃离，到达吐蕃。王玄策发檄文征召军队，得到1200吐蕃兵、7000泥婆罗骑兵。王玄策与副使蒋师仁率吐蕃、泥婆罗的军队进攻到中天竺的茶镈和罗城，作战三天，攻破茶镈和罗城，斩首三千余级，敌人被溺死的约1万人。
阿罗那顺逃走，并收拢散兵再次交战，蒋师仁擒获阿罗那顺，俘斩敌人数以千计。余众跟随国王的妻子在乾陀卫江抵抗，蒋师仁击败他们，俘获其妃、王子，又俘虏男女一万两千人，各种牲畜三万，五百八十座城邑投降。东天竺王尸鸠摩送牛马三万馈军，还送来了弓、刀、宝缨络。迦没路国献异物，并送上地图，请求得到老子像；此战震惊整个天竺。
在王玄策回国后，把俘获的阿罗那顺及王妃、子等，俘虏的男女万二千人、牛马二万余送到长安献俘。唐太宗觉得王玄策灭掉 一个天竺小国并不算什么大的功劳，于是仅仅封王玄策为朝散大夫，这散朝大夫在当时不过是一个从五品下的文官而已，在整个文官体系中排第十三位。
