颉利可汗见到唐使唐俭等人，非常高兴，没有料到唐军偷袭。当李靖率军逼进至颉利可汗军营十五里外时，突厥人才发觉此事，仓促之间无法有效组织防御，颉利可汗迅速逃离了军营，由于群龙无首，指挥混乱，突厥大败，被斩首一万余级，俘虏人口十多万人，在进攻过程中，李靖军队杀死颉利可汗的妻子隋朝义成公主。颉利可汗打算投奔吐谷浑，被西道行军总管张宝相擒捉，押送到长安，东突厥宣告灭亡。唐太宗对李靖立功一波三折的变化原因唐太宗最初得知李靖大破颉利可汗，非常开心，对身边的侍臣说：“朕听说让君主忧虑，是臣子的耻辱；让君主受辱，臣子应该以死谢罪。
当初国家初创，太上皇为了百姓安居乐业，不得已向突厥称臣，朕一直为此痛心疾首，志在灭亡突厥，为此寝食难安。如今只用一只偏师，攻无不克，就可以让可汗投降，已经足够雪耻了！”于是，就大赦天下，聚饮五日。唐太宗打算按照战功，等待李靖班师归来献俘时，好好奖赏李靖。太宗初闻靖破颉利，大悦，谓侍臣曰："朕闻主忧臣辱，主辱臣死。往者国家草创，太上皇以百姓之故，称臣于突厥，朕未尝不痛心疾首，志灭匈奴，坐不安席，食不甘味。今者暂动偏师，无往不捷，单于款塞，耻其雪乎！"于是大赦天下，酺五日。但是，这时候御史大夫温彦博嫉妒李靖的功绩，进谗言说李靖军无纲纪，以致于使得虏东突厥那边的许多奇珍异宝，都散于乱兵之手，并纵兵抢掠。
听了这番话，唐太宗对李靖治军不严大加责让，李靖对此没有任何辩解，只是磕头谢罪。这里应该指出的是，李靖率军深入草原腹地，粮草难以得到有效保障，就地取粮于东突厥也是难免之事，李靖部下趁乱抢夺财物，也是在取胜之后难以短时期内有效控制的。至于，李靖的另外一大罪状就是杀死了隋朝的义成公主，更是替唐太宗背锅，因为义成公主是坚定支持隋朝复国的，她长期借助夫君颉利可汗开展复国活动，她的被杀，使得原本打算复国的隋朝宗室成员彻底丧失了希望，唐太宗也借此得到了隋朝的传国玉玺，更加稳固了自己的正统性。
因此，不久之后，唐太宗看到李靖对自己的责罚毫无怨言，谦虚卑恭，想起了李靖的战功要赏赐是理所应当的，自己听信了他人的谗言，已经有所悔意，就先后两次奖赏了李靖，先是下诏封李靖为左光禄大夫，赐绢千匹；后来又赐绢两千匹，拜李靖为尚书右仆射。太宗谓曰："隋将史万岁破达头可汗，有功不赏，以罪致戮。朕则不然，当赦公之罪，录公之勋。"诏加左光禄大夫，赐绢千匹，真食邑通前五百户。未几，太宗谓靖曰："前有人谗公，今朕意已悟，公勿以为怀。"赐绢二千匹，拜尚书右仆射。
