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!"