雖值盛夏季節，因一夜西風，天降寒霜，水草大都裹冰枯萎，於是將士糜冰，戰馬秣雪，歷盡艱難，終於穿過星宿川，到達柏海之上。

唐軍見到水源，如得重生，無不歡喜雀躍。侯君集便命依水結營，放馬啃青，以恢復將士及戰馬體力。

次日清晨，探馬來報：前面不足三十里處，地名烏海，發現吐谷渾駐守此地主力。

唐軍將士休息一日夜，便如生龍活虎，早就迫不及待，聞報齊都請戰。

侯君集乃與李道宗分兵兩路，自左右兩翼包抄而進，出其不意衝入吐谷渾營地，只半日便解決戰鬥，將盤踞在星宿海、柏海及烏海一帶吐谷渾軍全部殲滅。

便在此際，大將執失思力率領突厥降軍亦至，自北面側翼包抄猛擊，大破吐谷渾車重部，與北路軍勝利會師。

薛萬均、薛萬徹以為大局已定，遂引輕騎先進，與吐谷渾戰於赤水。

因為大意，薛氏兄弟遂為吐谷渾所圍，兄弟二人皆中槍帶傷，又失戰馬，拼死步鬥。回顧從騎死者什之六七，萬分危殆。

在此千鈞一髮之際，左領軍將軍契苾何力率領數百騎殺入重圍來救，部下敕勒勇士竭力奮擊，所向披靡。萬均、萬徹兄弟由是得免，反敗為勝。

薛氏兄弟遂與契苾何力合兵一處，極力感謝救命之恩。

便在此時，探馬來報：李大亮將軍大敗吐谷渾於蜀渾山，執失思力將軍覆敗吐谷渾於居茹川。李靖大帥督率諸軍，經積石山河源至且末。慕容伏允見在突倫川，將奔于闐。

契苾何力聞說各路唐軍捷報迭傳，便與二薛商議，請將得勝之師追襲殘敵。

薛萬均懲其前敗，心有餘悸，固言不可深入險地。

何力暗笑其膽小，不以為然道：敵虜非有城郭，向隨水草遷徙，今若不因其聚於一處襲取，一朝雲散，豈得復傾其巢穴邪！公若不去，且看我獨力殺敵。

乃自選驍騎千餘，直趣突倫川。

薛萬均見此，對兄弟萬徹道：彼乃敕勒族人，前來助我大唐以戰，某等反不如之耶！

乃引本部兵從之。於是越過沙磧，襲破伏允牙帳，斬首數千級，獲雜畜二十餘萬，由此軍糧之危頓解。

伏允脫身逃走，唐軍俘其妻子。

侯君集等進逾星宿川，至柏海，還與李靖軍會合。

由是南北兩路軍在大非川成功會師，吐谷渾軍隊被殲滅殆盡。李靖知道慕容伏允已是強弩之末，遂命大軍駐紮休整，只命侯君集揀選精銳千餘追擊。

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慕容伏允帶殘部千人繼續向西逃竄，部眾終於鬥志崩潰，數名親信遂殺慕容伏允，提其首級向唐軍投降。

便在西擊吐谷渾時，李靖曾以重金賄賂党項族諸部借道，並使其為嚮導。

党項酋長拓跋赤辭分遣部眾，為諸路唐軍完成嚮導任務，後對大唐諸將道：當年隋人無信，暴掠我族。今爾諸軍苟無異心，我請供應資糧；如或不然，我將據險以塞諸軍之道。

諸將齊都稱是，便與其結盟遣之。

然而及唐軍獲勝以還，赤水道行軍總管李道彥行至闊水，見拓跋赤辭無備，未知是頭腦發熱，或是得意忘形，竟率得勝之軍突襲党項，俘獲牛羊數千頭。

因此党項各部憤怒，遂佔據要塞以守，堵住唐軍歸途，使李道彥無法前進。

拓跋赤辭因為唐軍違背盟約，又發舉國之兵攻擊李道彥軍。李道彥大敗，部眾戰死數萬，損失過半，只得退守松州。

可嘆一場完美大勝，只因貪盟友數千牲畜，以至轉為大敗，寧不遺恨千古。

唐朝六路大軍之中，復有左驍衛將軍樊興逗遛以失軍期，士卒失亡頗多。

唐太宗戰後敘功論過，諸將皆獲重賞，惟李道彥