另外张俭在与张士贵的大军汇合后，亲率一支骑兵杀薛延陀汗国，结果内空虚的薛延陀被张俭搅的是天翻地覆，汗王夷男虽然气的暴如雷，但却没有任何办法，而当大度设投降的消息传到他的耳中后，这位将薛延陀带上峰的汗王竟然气的吐血三升，最后一病不起，十几天后呕血而亡。

不过李绩却并不打算这么放过薛延陀，而是沿着对方的撤退路线一路追击，最后更是派六千锐骑兵，抄近度过白川，在青山下阻断了薛延陀的撤退路线。大度设无奈之下，只得在诺真摆开战阵，准备与唐军一决胜负。

而直到这个时候，早就接到薛延陀大军动向，却一直迟迟没有动作的大唐终于派了真正的大军。这次还是以李绩为主帅，率六万大军从正面击。

薛延陀汗国这次是倾巢而，绝大分青壮都已经加军中，所以本无力援救，最后大度设的二十万残军退无可退，又有敌阻击，最后在粮草耗尽之时，终于向大唐投降。

但是在战争中，这富足并不是什么好事，至少它激起了薛延陀大军的兽，所到之全都被抢掠一空，无数归顺的落被灭族。

面对这情况，李绩亲率大军与大度设展开决战，最开始是由李绩下属的突厥人与对方战，但是却首战不利，突厥人被杀的大败，后来李绩的大军赶到，正面与薛延陀展开一场血战。

诺真之战是大唐与薛延陀战争中的转折，在大的后勤保证下，张俭和张士贵、李袭誉各率大军，从东西两方抄了大度设的后路，切断了薛延陀大军与后方的联系。

另外右卫大将军李大亮为灵州行军总，领兵四万、骑五千驻守灵武；右屯卫大将军张士贵为庆州行军总，率两万人兵云中；凉州都督李袭誉为凉州行军总，率兵三万包抄薛延陀西。

而安东都护张俭率着一万铁骑，以及三万原来句丽士卒，现在统称为扶余人，从东面向薛延陀包抄而去。本来以前安东都护府和营州等地还有不少契丹、奚人、靺鞨等胡族，但是这几年他和李愔合作，暗中大力支持捕队向这些胡族下手，结果使得契丹等族几近灭族，少数幸运的也已经逃到了后世的西伯利亚地区，在那片冻土中为了生存挣扎，后世大的契丹或女真等民族，已经不可能再现了。

数面击的大唐军队将薛延陀大军三面围住，但却并不急于反攻，而是以固守为主的政策，与薛延陀消耗时间。薛延陀这次主要是为了解决大风雪带来的匮乏，可是现在被唐军拖在原地，不但无法抢掠，而且每天还要消耗大量的资，这让薛延陀大军本消耗不起。

在这火与冷兵相结合的战法下，薛延陀的三十万大军竟然发挥不人数的优势，一时间两军僵持不下，战场呈现一胶着状态。而李绩能凭借着六万步兵与对方的三十万骑兵杀的难解难分，也的确不愧是一代名将。（史实记载，李绩以六万步兵杀的二十万薛延陀骑兵连连后退，当时还没有火的加，可以说是冷兵时代的一个奇迹。）

本来大度设以为三十万对六万唐军，肯定是必胜之局，但是没想到的是，唐军竟然放弃匹，然后排着密整齐的队形，后方有火炮策应，打对方的骑兵队形，然后以手雷等火近距离杀伤，当短兵相接时，又以长长的槊应敌。

在这情况下，薛延陀统帅大度设果断决定，带领三十万大军返回漠北，毕竟他们在前段时间已经抢掠了不少草原落，虽然南方的汉人更富有，但是被李绩的大军阻隔，本就冲不过去，因此与其在这里消耗资，还不如见好就收。

面对如蝗虫般的薛延陀大军，本来一些并不真心归顺大唐的落也都被激起了同仇敌忾之心，开始积极参与到这场战争中来，其中一些受到薛延陀大军抢掠的落更是对其恨之骨，几乎倾尽全族之力来截杀对方。

而就在两方杀的能解难分之时，副帅薛万彻率领的五千骑绕过战场，忽然从薛延陀大军的背后杀，这支奇兵的加，让薛延陀大军的军心不稳，而李绩也抓住时机，指挥大军全力攻击，结果使得薛延陀兵败如山倒，其中战死一万，七万人被俘，另外还有不少军队被打散，大度设逃去后，只收拢了不到二十万军队，史称诺真之战。