公元657年（唐显庆二年）春。唐朝派出两路人马向西突厥进发。一路由左屯卫将军苏定方为伊丽道行军大总管，率领燕然都护任雅相、副都护萧嗣业、左骁卫大将军瀚海都督回纥首领婆闰等，为主力部队。另一路由早先归附唐太宗那步真为流沙道安抚大使，招集其旧部。 是年冬十二月，苏定方军抵达金山（今阿尔泰山）西，击败五咄陆之一处木昆部，该部俟斤归降。在这以前，五弩失毕之一泥孰部不服从贺鲁的统治，被贺鲁攻破，其首领的家属被俘。这时，唐军从贺鲁的一部分败兵中找到泥孰部首领的妻子。右领军郎将薛仁贵建议：应该将这些家属归还泥孰部，并且赠予财物加以抚慰，使他们明白“贺鲁为贼而大唐为之父母”。这样的话，他们必将不遗余力地反对贺鲁。唐军按此实行。泥孰部接到获救的家属后非常感激，要求跟随唐军一起进攻贺鲁。 苏定方率军至曳咥河（今喀喇额尔齐斯河）西，贺鲁举西突厥十万骑兵来拒。苏定方以唐及回纥万余骑兵迎敌。贺鲁见唐军少，进兵包围，定方命步兵据守南面的高地，持长矛向外；自己领骑兵列阵于北坡。贺鲁的骑兵三次冲击唐步兵，未能动摇唐军阵脚。苏定方趁势纵骑兵反攻，贺鲁大败。第二天唐军继续追击，五弩失毕全部投唐。五咄陆得知贺鲁兵败，奔南道归附唐安抚大使阿史那步真。 苏定方命令萧嗣业和回纥婆闰追击贺鲁。当时天下大雪，众将要求雪停以后进兵。苏定方认为正可趁天雪之机，攻敌不备。于是唐军冒雪昼夜兼程前进。至金牙山，纵兵破贺鲁牙帐，俘敌数万人。贺鲁渡伊丽水西逃。苏定方追至碎叶水，尽夺贺鲁部众。贺鲁及子咥运逃至石国（今塔什干）苏咄城，城主伊涅达干将他们逮捕，送往石国。石国王将贺昏父子交给唐将萧嗣业和阿史那元爽。至此，西突厥国亡。 苏定方安排西突厥各部落分别回到原来居住的地方，开通道路，设立驿站，掩埋死者骸骨，慰问民间疾苦，划分牧场，恢复畜牧业生产。并将贺鲁所掠夺的人口，以及牲畜等财物发还各部。从此，西突厥十姓部落在久经内讧和战乱以后，开始过上了安居乐业的生活。 贺鲁被擒以后对萧嗣业说：过去太宗皇帝待我很好，我却背叛了他，我愿在太宗昭陵受死，以谢罪于先帝。唐高宗听说以后，产生了怜悯之心，特赦贺鲁，免其一死。后来贺鲁病死，唐朝将他葬在颉利可汗墓旁。
