李靖這次奇兵迭出，一萬精騎趁霧突襲，陣斬突厥軍一萬餘騎，俘虜十多萬人，突厥投奔頡利的各部落幾乎都未來得及逃走，而保鐵山附近的幾十萬頭牛等牲畜全部落入李靖之手，頡利隻帶了一萬多騎倉皇逃出。
此役徹底摧毀了頡利的突厥軍主力及突厥部族的有生力量，可以想見，若無大唐在將來支持，東突厥早晚會被西突厥或草原其他強大起來的部族吃掉。
還有一個大收獲是此役擊斃了李世民下旨命務要拿獲的義成公主，這樣，雖然頡利逃脫，但功勞也已不小。
李靖在清掃戰場後，命令部隊繼續前進，銜尾追擊頡利的逃兵。
頡利一口氣逃出五百餘裏才開始收斂四逃的將領、士兵，仔細清點，也不過一萬餘人，頡利知道僅餘的辦法便是逃過磧口，到回紇等部落暫避一時，以待他日東山再起。
李績帶三萬主力部隊馬不停蹄的趕路，終於趕在頡利之前趕到了磧口，再次設置埋伏，但這次和白道阻擊戰不同，白道之役雙方實力相當，李績是乘其不備，以消滅其有生力量為目的。而此次李績的兵力戰絕對優勢，於是張開大口袋，務求全殲頡利的逃兵。
頡利的士兵已經成為驚弓之鳥，雙方甫一接觸，頡利的大軍便已潰敗了，這倒給李績的全殲大計帶來許多困難。李績將留在手中做預備隊的五個千人營全部撒了出去，用來殲滅逃逸出包圍的小股部隊。
李績磧口伏擊大獲全勝，頡利在十幾名拓羯的拚死護衛下逃出，若去薛延陀、回紇等部族，磧口是必經之路，頡利因李績已牢牢地看死了磧口，無路可走，隻好改而往西，準備投奔吐穀澤。
李靖與李績再次會師，李績再次讓頡利逃脫，將李靖送到手上的功勞拱手讓出，見李靖後向李靖請罪，李靖笑道：“你自己不願封官晉爵，我又何必怪你？頡利在我六路合圍之下，不會跑得很遠的。”
果然不出李靖所料。頡利一路西逃，逃到阿史那蘇尼失的部落之中。
當年始畢可汗在位時，任命他父親啟民可汗的母弟蘇尼失為沙缽羅設，在靈州西北建立他的牙帳，統治著一個小邦國。
蘇尼失即使在頡利可汗同中原關係最惡劣的時候也從來未對唐朝有過叛離的行為，總是按時納貢完差。頡利可汗逃到他的部落，他不敢不收，但又一直在心中嘀咕。
而唐軍大同道行軍總管李道宗追過來，他的部隊自在靈州擊潰吐穀澤的部隊後，一直在這附近等著撈點散兵遊勇，沒想到頡利竟逃到這裏來，送來了一條大魚。