更让他想不到的是带队的竟然是战神李靖，他深知李靖的厉害，李靖绝不会在没有准备的情况下冒险出击。颉利判断既然李靖亲自率军杀至，就说明唐军的大部队肯定紧随其后，自己已经处于腹背受敌的境地，所以命令大部队即刻向阴山方向撤退。
颉利的判断没有错，唐朝主力军队正如天边的乌云向他压来。颉利率军急速向阴山撤退，在度过浑河时柴绍率领的西路军追上颉利大部队，双方展开激战，颉利不敢恋战，快速向白道撤退。东路军是唐军主力，从云中进入草原后一直在寻找颉利主力部队，得知颉利想从白道撤退后，徐世绩率部火速插入白道截断颉利退路。
双方主力部队在白道遭遇，展开惨烈激战，颉利所部人困马乏无心恋战，而唐军个个奋勇杀敌，士气高涨，颉利部队被击溃，四散而逃。吉利率小股部队奋力拼杀撤退到铁山，然后迅速收拢残部，仅剩几万人。颉利见大势已去，再战已无胜算于是派出使者向李世民请降，表示要归附唐朝。迫使颉利归降本就是李世民的初衷，现在已经达到了目的李世民非常高兴于是派唐俭、安修仁为时臣至铁山接受颉利的投降。
