當大度設的軍隊趕到長城時，突厥人已向南逃避。大度設無敵可打，便派人在長城上叫罵，恰好李勣趕到。李勣派敢死隊和精騎直衝大度設的軍隊，大度設估計硬戰不可能取勝，便渡過諾真水，布陣以待。
從前，薛延陀曾與沙缽羅及阿史那杜爾作戰，都是以步兵取勝，這次與突厥及李勣對壘，大度設仍沿用以前的辦法，舍棄戰馬不用，每五人為一伍，一人牽馬，四人在前麵作戰。
交戰時，突厥兵詐敗，延陀兵奮力追趕。李勣及時救援，李勣以步兵百人為一隊，避實就虛，延陀兵陣潰亂。李勣部將薛萬徹率輕騎衝入敵陣，將牽馬者一一俘虜。
延陀兵失去戰馬，不能逃跑。唐軍獲勝，斬殺數千人，獲馬一萬五千匹，大度設隻帶少數隨從逃奔漠北。當時正值漠北大雪，大度設部下饑餓凍死者達十分之七八。
經過這次戰役，薛延陀受到重創。在反擊薛延陀的鬥爭中，李勣立了大功。不久，李勣患重病，有偏方說用胡須灰可治愈，唐太宗便自剪胡須為李勣和藥。
李勣深受感動，頓首感謝，泣不成聲，唐太宗誠懇地說：“我之所以這樣做，是為了國家利益，不必深謝。”
戰爭結束，薛延陀在長安的使者請求返回，唐太宗對他說：“大度設自恃人多馬壯，越過大漠攻擊突厥。李勣僅帶領數千兵馬，就將大度設擊敗。返回後告訴你的可汗，凡事應考慮利害，擇善而行，不要輕舉妄動，以免自招禍端。”
夷男被唐軍擊敗後，薛延陀汗國內部的各種矛盾迅速激化，夷男的可汗地位岌岌可危。為了依靠唐朝威勢，樹立在國內的威信，夷男向唐朝派遣使臣謝罪，並獻馬三千匹，向唐朝求婚。
薛延陀的使者來到長安，請求與突厥講和，唐太宗對他說：“我約定你們與突厥以大漠為界，大漠以北，由薛延陀統轄；大漠以南，由突厥控製，有敢越界相掠者，誅殺不赦。延陀既然歸附我卻又違背我的詔令，這不是叛亂嗎？又提出與突厥講和，這本是以前約定的，還請示什麼？”唐太宗並不理會薛延陀使者提出的要求。
貞觀十六年，薛延陀又獻馬、牛、羊、駝等，再次求婚。唐太宗對大臣們說：“北狄世代騷擾中原，破壞生產，如今薛延陀強悍崛起，應該及早考慮對策。朕深思熟慮，隻有兩個方案：一是選精兵十萬，將其擊敗，將其滅絕，蕩除凶源，可保百年無憂；二是答應他們的請求，結以婚姻，也可保持三十年的安靜。不知哪種方案更為合適？”
房玄齡回答說：“今大亂之後，瘡痍滿目，宜休養生息，況且兵凶戰危，應當慎重。戰爭雖然勝利了，也有危險，不如和親。”
唐太宗點頭稱是，並接著說：“朕為天下蒼生的父母，如果此舉對天下蒼生有利，我豈能不舍得一個女兒。”於是許以新興公主下嫁薛延陀，並派兵部侍郎崔敦禮前往薛延陀向夷男通報，詔夷男迎親，唐太宗將親赴靈州，送公主成婚。
夷男大喜過望，對本族人說：“我本是鐵勒部的一個小帥，大唐天子立我為可汗，如今又嫁我公主，天子親自到靈州，誰能趕上我這般榮耀，我還有什麼不知足的？”
於是，夷男向各部征調羊馬為聘禮，準備往靈州朝拜太宗。部族內有人勸夷男說：“我薛延陀可汗與大唐天子都是一國之主，為何前去朝拜？如果被拘留，悔之不及？”
夷男說：“我聽說大唐天子以德懷遠，日月所照，皆來賓服。我真心歸附，希望能目睹天子龍顏，死無所恨。漠北地廣千裏，必當有人統領，大唐不會舍我別求。我決心已定，請勿多言。”