14乙巳（十七日），太宗对侍臣说：“我有两件喜事一件忧虑。近年丰收，长安一斗粟值三四钱，这是一喜；北方少数民族长期臣服，边境没有忧患，这是二喜。天下安定就容易产生骄奢，骄奢就会立刻导致危亡，这是一件忧虑的事。”
15冬季，十月，辛卯（初四），太宗在伊阙（今河南洛阳市伊川县）狩猎；壬辰（初五），前往嵩阳（今河南登封市）；（胡三省注：伊阙县，旧称新城，隋开皇十八年改名；有伊阙。嵩阳县，旧称颍阳，隋开皇六年，改叫武林，十八年，改叫轮氏，大业元年，改叫嵩阳；有嵩高山。都属于洛州。）辛丑（十四日），返回宫中。
16并州大都督长史李世积在并州十六年，令行禁止，汉人和夷人都心悦诚服。太宗说：“隋炀帝劳累百姓，修筑长城来防备突厥，最终没有用处。我只把李世积安置在晋阳（今山西太原市）而边境安宁，他作为长城，难道不坚固吗！”十一月，庚申（初四），任命李世积为兵部尚书。
17壬申（十六日），太宗车驾向西返回长安。
18薛延陀真珠可汗听说太宗将要东去封禅，对他的部下说：“天子封泰山，士兵马匹都会跟随，边境一定空虚，我在这个时候攻取思摩，就像摧枯拉朽一样。”于是命令他的儿子大度设征发同罗、仆骨、回纥、靺鞨、霫等族的兵力，合计二十万，渡过沙漠南下，驻扎在白道川（今内蒙古呼和浩特市西北），占据善阳岭（今山西朔州市北）来攻打突厥。俟利苾可汗不能抵御，率领部落进入长城，保卫朔州（今山西朔州市），派遣使者告急。
癸酉（十七日），太宗命令营州都督张俭率领部下骑兵及奚、霫、契丹逼近薛延陀的东境；任命兵部尚书李世积为朔州道行军总管，率兵六万，骑兵一千二百，驻扎在羽方；（胡三省注：“羽方”，《新唐书》作“朔州”。）右卫大将军李大亮为灵州道行军总管，率兵四万，骑兵五千，驻扎在灵武（今宁夏灵武市）；（胡三省注：灵武县属于灵州灵武郡。）右屯卫大将军张士贵率兵一万七千，为庆州道行军总管，从云中（今内蒙古托克托县）出兵；凉州都督李袭誉为凉州道行军总管，从西边出兵。
各位将领辞行，太宗告诫他们说：“薛延陀依仗自己的强盛，越过沙漠南下，行进几千里，马已经疲劳瘦弱。大凡用兵之道，见利就速进，不利就速退。薛延陀不能趁思摩没有防备，快速攻打他，思摩进入长城后，又不速退；我已经命令思摩焚烧秋草，他们的粮草日益用尽，在野外没有什么可获取的。不久前侦察的人回来，说他们的马几乎把树林的倒枝皮都啃光了。你们应当和思摩形成掎角之势，不必速战，等他们将要撤退时，一下子奋力攻击，一定能打败他们。”
19十二月，戊子（初三），太宗车驾到达京城。
20己亥（十四日），薛延陀派遣使者入朝拜见，请求与突厥和亲。甲辰（十九日），李世积在诺真水（今内蒙古达尔罕茂明安联合旗境内）打败薛延陀。（胡三省注：从云中古城，向西北行进四百多里，到诺真水。）起初，薛延陀攻打西突厥沙钵罗及阿史那社尔，都以步战取胜；等到将要入侵，就大力训练步战，让五人一组，一人牵马，四人在前作战，战胜后就给马让他们追击。于是大度设率领三万骑兵逼近长城，想攻打突厥，而思摩已经逃走，知道不能得逞，派人登城辱骂。恰逢李世积率领唐兵到达，尘土满天，大度设害怕，率领部众从赤柯泺向北逃去，李世积挑选部下及突厥精锐骑兵六千从直道拦截，越过白道川，在青山追上他们。大度设逃跑了几天，到诺真水，率兵返回作战，战阵连绵十里。突厥先和他们交战，不胜，退回，大度设乘胜追击，遇上唐兵，薛延陀万箭齐发，唐兵的马多被射死。李世积命令士兵都下马，拿着长矟，径直向前冲击。薛延陀部众溃散，副总管薛万彻率领几千骑兵收捕他们牵马的人。薛延陀人失去马，不知所措，唐兵放手攻击，斩杀三千多人，俘虏五万多人。大度设脱身逃走，薛万彻追击没有追上。薛延陀的部众到漠北，遇上大雪，人畜冻死的有十分之八九。
李世积回军定襄（今内蒙古和林格尔县），突厥思结部居住在五台（今山西五台县）的人反叛逃走，州兵追击，恰逢李世积的军队返回，两面夹击，把他们全部诛杀。
丙子（二十一日），薛延陀使者告辞返回，太宗对他说