贞观十五年（641年）正月十三，阿史那思摩率部众渡过黄河，将王庭设置在原来的定襄城（今内蒙古和林格尔县西北土城子乡），拥有人口三万户、士卒四万人、战马九万匹。
临行前他上奏太宗：“臣蒙受厚恩，当了部落长官，情愿子孙万代永做一条忠犬，替国家看护北疆。但是如果遭到薛延陀侵犯，恳请您能让我退回长城以内！”太宗批准了他的请求。
【02】夷男误判，野战无敌的唐军
四月初一，朝廷颁布诏书通告全国，计划明年二月份到泰山封禅。
五月份，有彗星出现在太微星。太史令薛颐奏告此事不吉，不可到泰山封禅；起居郎褚遂良也劝谏太宗，天象不吉应暂缓封禅。
当时的君王非常相信天象征兆，太宗也不例外，随即下诏取消明年的封禅计划。
本来封不封禅是大唐内部的事，与远在万里之遥的薛延陀无关，但当时过于迟缓的信息传递速度却让薛延陀对形势产生了严重误判。
七个多月以后，也就是十一月份左右，真珠可汗这才收到明年二月份组织封禅的圣旨。
他非常开心，召集群臣说：“天子要到泰山封禅，境内大军必会随同护驾，届时边防守备定然松懈。我们趁机消灭阿史那思摩，还不易如反掌！”
于是真珠可汗让儿子大度设做统帅，发动同罗、仆骨、回纥、靺鞨、霫等部落，动员了二十余万大军，浩浩荡荡穿越漠南，屯驻于白道川（位于今内蒙古呼和浩特市土默特左旗），接着又占据善阳岭（古山名，位内蒙古呼和浩特市和林格尔县西南），向刚从内地搬迁而至的阿史那思摩发起猛攻。
此时的突厥早已不复当年之勇，阿史那思摩无力抵御，遂按当初与太宗的约定，率众退入长城，据守朔州（唐时朔郡，治盛乐，今内蒙古和林格尔县西北土城子），并遣使向长安告急。
十一月十六日，太宗诏令兵部尚书李世积统兵六万，从正面迎击薛延陀；右屯卫大将军张士贵自云中（今内蒙古呼和浩特托克托县东北）出兵，策应主力作战。
营州都督（治柳城，今辽宁朝阳）张俭率所部骑兵及奚、契丹等部落威逼薛延陀东境；凉州都督（甘肃省金昌市永昌县东）李袭誉率所部袭扰薛延陀西境。
右卫大将军李大亮为预备队，屯驻于灵武待机（宁夏银川灵武县）。
众将接到诏令即将出征，太宗向他们面授机宜，告诫说：“薛延陀自恃强盛，穿越沙漠一路向南，持续行军数千里，已然人困马乏。用兵要旨在于捕捉利用战机，形势好时，速战速决；形势不好，抓紧撤离。”
“薛延陀没有趁阿史那思摩不备将其击溃，在阿史那思摩退守朔州后又不抓紧离开，可见其必败无疑。”
“我已命令阿史那思摩焚毁附近草场，薛延陀粮草即将耗尽，野外又一无所获。据斥候侦知，他们的马匹因无草可吃，把周围树皮都快啃光了。”
“你们应当与阿史那思摩互为声援，先别急着打，待他们撤军时再奋起反击，必可一战而胜。”
十二月十二日，养精蓄锐的唐军在诺真水（内蒙古包头市达茂旗境内）向薛延陀发起总攻。
薛延陀的作战方式在草原民族中略显奇葩，他们曾依靠步兵，打败了西突厥的沙钵罗可汗与阿史那社尔两员骁将，自认为步兵优势大于骑兵，便放弃了游牧民族擅长的骑兵作战，让士卒改练步战。
交战时，他们把五人编为一组，一人负责照看马匹，四人负责结队作战，一旦取胜再骑马追击。
这一天，大度设率领三万部众来到长城脚下。看到绵延不绝的长城上竟无一人防守，便派人登上长城，得意的冲着内地方向大声谩骂。
正当他们指手划脚骂的起劲时，突然看见远方地平线上尘埃漫天，原来是李世积带领唐军杀到。惊恐交集的大度设立即向北逃窜，李世积精选麾下六千精锐穷追不舍。
大度设接连跑了数天仍未甩掉唐军，到达诺真水时发现唐军兵力单薄，便停下脚步掉头迎战，其阵形横亘十余里。
李世积让突厥打头阵，突厥不敌向后撤离，薛延陀乘胜进击，遇到唐军阻击。薛延陀万箭齐发，唐军战马死伤无数。
李世积临危不乱，命令全军将士下马，手执长矛大盾，迅速组成巨大方阵，迎着箭雨向薛延陀阵地挺进。两军很快碰撞到了一处，薛延陀近些年虽苦练步战，但让一个惯于纵马驰骋的游牧民族，在地面上与刀耕火种的农耕民族搏杀，无异于弃长用短。
在武器装备、团队配合与阵形变化均远远落后大唐府兵的情况下，薛延陀很快处于劣势。人数占优的他们只懂的小队形配合，根本没见识过这种百人以上的大阵。在唐军步调一致的密集阵形冲击下，他们像一群任人宰割的乌合之众，战不多时就被杀得毫无还手之力。
与此同时，唐军副统帅薛万彻也没闲着，带领千余骑兵迂回到薛延陀阵地侧后方，抢走了他们集中存放于此的战马。没了马匹的薛延陀步兵丧失了继续打下去的勇气，彻底土崩瓦解。在唐军无情碾压下，三千余人被杀，五万多人当了俘虏。
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