唐永徽四年(公元653年)，西突厥乙毗咄陆可汗死，其子阿史那·颉苾达度设称真珠叶护。他与沙钵罗可汗发生了矛盾，遂联合五弩失毕击败了沙钵罗可汗。

唐永徽六年(公元655年)农历5月，唐高宗任命右屯卫大将军程知节为葱山道行军大总管，出兵讨伐西突厥沙钵罗可汗。这一年，阿史那·颉苾达度设曾几次请求唐朝发兵征讨沙钵罗可汗。唐朝遂派丰州都督元礼臣前去册封颉苾达度设为可汗，但元礼臣至碎叶城即被沙钵罗可汗派兵阻拦，未能抵达。

唐显庆元年(公元656年)冬季，右屯卫大将军程知节率军至鹰娑川，前军总管苏定方突出奇兵，一举击败西突厥骑兵四万人，唐军至怛笃城后班师。

唐显庆二年(公元657年)春季，唐高宗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的阿史那·步真为流沙道安抚大使，招集其旧部。当年农历12月，苏定方率军抵达金山西(今阿尔泰山)，击败了五咄陆之一的处木昆部，该部俟斤归降。在这以前，五弩失毕之一泥孰部不服从沙钵罗可汗的统治，被沙钵罗可汗攻破，其首领的家属被俘。这时，唐军从沙钵罗可汗的一部分败兵中找到泥孰部首领的妻子。当时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。”苏定方按此实行，结果泥孰部接到获救的家属后非常感激，纷纷要求跟随唐军一起进攻沙钵罗可汗。

苏定方率军至曳咥河西(今喀喇额尔齐斯河)，沙钵罗可汗举西突厥十万骑兵来拒。苏定方只以唐军及回纥万余骑兵迎敌。沙钵罗可汗见唐军少，进兵包围，而苏定方则命令所有步兵据守南面的高地，持长矛向外；自己则领骑兵列阵于北坡。沙钵罗可汗的骑兵三次冲击唐军步兵，未能动摇唐军阵脚，士气低落。苏定方则趁势纵骑兵反攻，沙钵罗可汗大败。第二天唐军继续追击，五弩失毕全部投降。五咄陆在得知沙钵罗可汗兵败后，则奔南道归附于唐朝的安抚大使阿史那·步真。

苏定方命令萧嗣业和回纥军首领婆闰继续追击沙钵罗可汗。当时天下大雪，众将要求雪停以后进兵。苏定方则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，沙钵罗可汗根本没料到唐军在如此大雪中还会出击，毫无防备，结果苏定方纵兵击破沙钵罗可汗牙帐，俘敌数万人。沙钵罗可汗仓皇渡伊丽水西逃