他率领1万精兵独自迎战突厥的10万大军，由于占据战略高地，刚交战就斩首数万，突厥溃不成军。苏定方当即下令追击，当时正好大雪封山，但是苏定方并没有撤军，而是继续追击，最后擒获可汗阿史那贺鲁，西突厥灭亡。
消灭西突厥后，苏定方并没有停下来。66岁的他又披上战甲。平定了西域三国叛乱和平定了百济。生擒西域三国叛乱首领多曼，两个月后苏定方平定了百济，生擒国王。
此后苏定方又参与了高句丽和吐蕃的征战，乾封二年(667年)，苏定方病逝前线，终年七十六岁。过了很久，李治才知道了苏定方去世的消息，他大斥群臣:''苏定方对国家有功，按例应当褒奖封赠，卿等不说，致使死后荣宠未能及时颁下！''
随后下诏，追赠苏定方为左骁卫大将军。唐代宗大历年间，朝廷评定前代功臣，苏定方排在第二等功臣之列，显示了官方对苏定方的一贯看法和评价。
