薛延陀兵败后请求与东突厥言和，遣使向唐太宗谢罪；但其后又不时与东突厥交兵，因此唐太宗曾再以玺书责备他。降至贞观十七年(643),由于李思摩不能抚治其众，部众相率南渡黄河，唐太宗允许他们入居，李思摩亦轻骑入京为官，东突厥复国失败，而薛延陀乃与唐相接。
十九年，唐太宗御驾东征高丽，值薛延陀死，嗣位可汗一度入侵夏州(今陕西靖边白城子),战败而还，寻被回纥所杀，国内大乱，铁勒诸部各遣使归附于唐。翌年，唐太宗决心解决此区域霸权，命名将李道宗、薛万彻等多路渡漠进攻，并亲幸灵州督师，摧毁薛延陀政权，铁勒诸部相继至灵州，请求列漠北诸部为州县。
二十一年，唐太宗分诸部为十三州，各以其酋长为都督、刺史，又置燕然都护府以统领他们，实行监护统治。自是北尽瀚海，尽入大唐提封。稍后他们修筑“参天可汗道”,置驿与唐交通，直至唐高宗调露元年(679)东突厥复反，正北边维持和平凡三十年之久。为此，唐太宗曾经在贞观二十一年自豪地说：“今毳幕穹庐，聚为郡县；天山瀚海，分为苑池。去既往之长劳，成将来之永逸!"