薛延陀是鐵勒諸部中最強悍的部落，自從東突厥被大唐滅亡後，漠北一度十分空虛，而薛延陀的真珠毗伽可汗帶着薛延陀部返回漠北，重新佔據了以前被突厥人搶走的漠北地區，建牙於都尉犍山北、獨羅河以南，正式建立薛延陀汗國。其轄區東至室韋，西到金山，南接沙磧，北界瀚海，回紇、拔野古、阿跌、同羅、僕骨等部皆臣服，擁兵20萬，成爲繼東突厥之後，北方草原的又一霸主。
本來當初東突厥還在時，李世民爲了牽制頡利可汗，所以就將薛延陀部的頭領夷男封爲真珠毗伽可汗，可是沒想到這個夷男也不是簡單人物，十分善於抓住時機，現在已經成爲大唐北方的又一威脅。
東突厥的覆滅與薛延陀興起，讓李世民爲首的大唐高層清醒的認識到，對於北方草原這個中原王朝的心腹之患，想要從根本上清除掉，就必須將這裡完全的納入大唐的掌控中，否則今天滅掉一個強敵，過幾年就會再出現一個，而且只要一遇到天災，這些草原人就會南下掠奪，而大唐爲此只得空耗國力，與其如此，還不如一勞永逸的完全解決掉這個麻煩。
也正是在這種戰略思想下，再加上水泥、火器新發明的應用，終於讓大唐在幾年前開始對草原動手，他們以自身強大的武力爲後盾，開始由南向北的在草原上修建水泥路和水泥堡壘，層層推進之下，搶佔和壓縮草原人的生存空間。
在這種戰略下，大部分的草原部落都選擇向大唐屈服，他們進入水泥路與堡壘之間的草場中生活，並且接受大唐官員的管理，另外隨着工商業的發展，大量從中原趕來的漢商進入這些部落中，與他們展開各種貿易，這使得這些草原人與漢人的交流日益密切。而且已經在語言、風俗等方面，開始向漢人靠近，甚至大唐高層已經開始考慮，準備在這些歸順的草原人中推行漢化，就像李愔在三韓州和倭州那裡推行的漢化一樣。
也正是在這種情況下。當初被大唐逼近的落雲等部族走投無路。後來被李愔運到海外，成爲他手中一把鋒利的戰刀。
不過草原人一向都是強者爲尊，願意歸順大唐的都是一些實力弱小的部落，另外像薛延陀這樣的大部落。卻並不甘心被大唐吞併，也正是因爲如此，以薛延陀爲首的鐵勒諸部，以及一些不原歸順大唐的部落聯合起來，推薦薛延陀可汗夷男爲汗王。結成漠北聯盟與大唐相對抗。
面對勢力龐大的漠北聯盟，大唐卻表現十分淡定，該怎麼修建道路還怎麼修建，統治範圍一點點的向北方擴展，好像根本沒有看到漠北聯盟的軍力一般。
而夷男的實力雖然強大，但是在面對戰無不勝的唐軍時，卻還是有些心虛，因此根本不敢率先挑起爭端，對於大唐對草原的蠶食。也是一忍再忍，甚至還命令手下的各個部族，絕對不能擅自招惹唐人，以免給對方開戰的藉口。
不過任何退讓都是有限度的，薛延陀汗國每退一步。大唐都會前進一步，同時將國境線也就向前移動一步，這種情況一直持續到貞觀十七年的冬天，今天的冬天比往年要寒冷的多。而且漠北草原上遭到數次大風雪襲擊，導致各個部落都是損失慘重。在這種情況下。漠北聯盟終於忍無可忍，開始集結兵力，準備大規模南侵。
不過現在的草原各部早已經被大唐滲透，哪怕是在薛延陀內部，也都有大唐的臥底，因此在薛延陀的大軍纔剛剛開始集結時，大唐就已經得到消息，新豐縣立刻做出反應。
貞觀十七年十一月，薛延陀汗國組織同羅、僕骨、回紇等部族，共三十萬大軍，以夷男之子大度設爲帥，大舉入侵大唐的北方邊境。而首當其衝的，自然就是剛剛歸順大唐的那些遊牧部落，他們早就被大唐的邊境駐軍組織起來，藉着堡壘層層抵禦薛延陀的進攻。
不過這次薛延陀是真的被逼急了，一方面是這幾年來受夠了大唐的氣，二來每個戰士身後的部落都因爲風雪損失慘重，無數老人和孩子凍餓而死，他們的家人也都處於生死的邊緣。
懷着報復快感，以及生存的壓力，這次薛延陀的大軍顯得格外瘋狂，以歸順的遊牧民族組成的第一道防線，很快就被他們攻破。而相比於貧窮的漠北各族，在大唐統治下的草原各族頻繁與中原的商人交易，因此顯得十分富足，但是在戰爭中，這種富足並不是什麼好事，至少它激起了薛延陀大軍的獸性，所到之處全都被搶掠一空，無數歸順的部落被滅族。
面對如蝗蟲般的薛延陀大軍，本來一些並不真心歸順大唐的部落也都被激起了同仇敵愾之心，開始積極參與到這場戰爭中來，其中一些受到薛延陀大軍搶掠的部落更是對其恨之入骨，幾乎傾盡全族之力來截殺對方。
而直到這個時候，早就接到薛延陀大軍動向，卻一直遲遲沒有動作的大唐終於派出了真正的大軍。這次還是以李績爲主帥，率六萬大軍從正面出擊。
而安東都護張儉率着一萬鐵騎，以及三萬原來高句麗士卒，現在統稱爲扶余人，從東面向薛延陀包抄而去。本來以前安東都護府和營州等地還有不少契丹、奚人、靺鞨等胡族，但是這幾年他和李愔合作，暗中大力支持捕奴隊向這些胡族下手，結果使得契丹等族幾近滅族，少數幸運的也已經逃到了後世的西伯利亞地區，在那片凍土中爲了生存掙扎，後世強大的契丹或女真等民族，已經不可能再出現了。
另外右衛大將軍李大亮爲靈州道行軍總管，領兵四萬、精騎五千駐守靈武；右屯衛大將軍張士貴爲慶州道行軍總管，率兩萬人出兵雲中；涼州都督李襲譽爲涼州道行軍總管，率兵三萬包抄薛延陀西部。
數面出擊的大唐軍隊將薛延陀大軍三面圍住，但卻並不急於反攻，而是以固守爲主的政策，與薛延陀消耗時間。薛延陀這次主要是爲了解決大風雪帶來的物匱乏，可是現在被唐軍拖在原地，不但無法搶掠，而且每天還要消耗大量的物資，這讓薛延陀大軍根本消耗不起。
在這種情況下，薛延陀統帥大度設果斷做出決定，帶領三十萬大軍返回漠北，畢竟他們在前段時間已經搶掠了不少草原部落，雖然南方的漢人更富有，但是被李績的大軍阻隔，根本就衝不過去，因此與其在這裡消耗物資，還不如見好就收。
不過李績卻並不打算這麼放過薛延陀，而是沿着對方的撤退路線一路追擊，最後更是派出六千精銳騎兵，抄近道度過白道川，在青山下阻斷了薛延陀的撤退路線。大度設無奈之下，只得在諾真水擺開戰陣，準備與唐軍一決勝負。
面對這種情況，李績親率大軍與大度設展開決戰，最開始是由李績下屬的突厥人與對方交戰，但是卻首戰不利，突厥人被殺的大敗，後來李績的大軍趕到，正面與薛延陀展開一場血戰。
本來大度設以爲三十萬對六萬唐軍，肯定是必勝之局，但是沒想到的是，唐軍竟然放棄馬匹，然後排着緊密整齊的隊形，後方有火炮策應，打亂對方的騎兵隊形，然後以手雷等火器近距離殺傷，當短兵相接時，又以長長的馬槊應敵。
在這種火器與冷兵器相結合的戰法下，薛延陀的三十萬大軍竟然發揮不出人數的優勢，一時間兩軍僵持不下，戰場呈現一種膠着狀態。而李績能憑藉着六萬步兵與對方的三十萬騎兵殺的難解難分，也的確不愧是一代名將。（史實記載，李績以六萬步兵殺的二十萬薛延陀騎兵連連後退，當時還沒有火器的加入，可以說是冷兵器時代的一個奇蹟。）
而就在兩方殺的能解難分之時，副帥薛萬徹率領的五千精騎繞過戰場，忽然從薛延陀大軍的背後殺入，這支奇兵的加入，讓薛延陀大軍的軍心不穩，而李績也抓住時機，指揮大軍全力攻擊，結果使得薛延陀兵敗如山倒，其中戰死一萬，七萬人被俘，另外還有不少軍隊被打散，大度設逃出去後，只收攏了不到二十萬軍隊，史稱諾真水之戰。
諾真水之戰是大唐與薛延陀戰爭中的轉折點，在強大的後勤保證下，張儉和張士貴、李襲譽各率大軍，從東西兩方抄了大度設的後路，切斷了薛延陀大軍與後方的聯繫。
薛延陀汗國這次是傾巢而出，絕大部分青壯都已經加入軍中，所以根本無力援救，最後大度設的二十萬殘軍退無可退，進又有強敵阻擊，最後在糧草耗盡之時，終於向大唐投降。
另外張儉在與張士貴的大軍匯合後，親率一支騎兵殺入薛延陀汗國，結果內部空虛的薛延陀被張儉攪的是天翻地覆，汗王夷男雖然氣的暴跳如雷，但卻沒有任何辦法，而當大度設投降的消息傳到他的耳中後，這位將薛延陀帶上頂峰的汗王竟然氣的吐血三升，最後一病不起，十幾天後嘔血而亡。