郭孝恪前腳跟剛離開，屈利啜後腳跟就進來。
屈利啜率領近萬名西突厥騎兵，兵臨焉耆都城之下。此時焉耆的軍事力量已經被郭孝恪所摧毀，根本無法抵抗，於是又舉旗投降，屈利啜耀武揚威地進入都城，廢黜了郭孝恪所立的攝政王栗婆準，然後派出五千名騎兵，追趕郭孝恪。
唐軍中有大量的步兵，行軍速度比西突厥軍隊要慢得多。西突厥人急追了一陣，終於在銀山（天山城的西南）趕上了郭孝恪的隊伍。此時西突厥有五千人，都是騎兵，而郭孝恪隻有不到三千人，且是步騎混成兵團。
郭孝恪馬上投入反擊，雖然西突厥的人數大約是唐軍的兩倍，但是戰鬥的結果卻出人意料，強悍的唐軍不僅頂住了西突厥騎兵的衝擊，而且在戰鬥中占據上風。看來唐軍步兵在對付騎兵作戰方麵，確實有非常獨到之處。最後五千人的突厥騎兵竟然敵不過三千人的唐軍步騎混成團，在付出重大傷亡後，西突厥人頂不住了，隻好撤退。
郭孝恪行軍作戰的特點是注重進攻，以劣勢兵力對抗優勢兵力，能夠保全自己就已屬幸運，但是郭孝恪從來不是省油的燈，隻要有機會，他就會進攻、進攻、再進攻。在對處月、處密部落的天山城戰役中如此，在這次與西突厥的遭遇戰中也如此。西突厥人一撤退，郭孝恪馬上率軍追擊，追殺了數十裏，還好西突厥人都騎馬，逃跑起來一陣風似的，避免了被郭孝恪全部殲滅的命運。
自郭孝恪擔任安西都護以來，接連挫敗西突厥對伊州、天山城的進攻，反擊處月、處密部落，攻克焉耆、大破西突厥追兵，其表現可圈可點，為大唐帝國在西域的發展立下汗馬功勞。
不過郭孝恪此番討伐焉耆，並沒有達到目的。
屈利啜廢黜栗婆準之後，索性讓手下的一名吐屯（西突厥官名）管轄焉耆，之後派了一名使臣前往長安城，試探一下唐政府的口風。唐太宗大怒道：“我發兵攻打焉耆，你是什麼人，竟然敢霸占！”鑒於西突厥新可汗與大唐關係還比較融洽，屈利啜也不敢擅作主張，便將這名吐屯撤了回去，改立栗婆準的堂兄薛婆阿那支為焉耆國王。不用說，這個焉耆新政府也是歸附於西突厥的。
對於這種結果，唐太宗是耿耿於懷的，但他此時正忙於親征遼東，焉耆之事就暫時擱置一旁了。
到了貞觀二十年（646年），西突厥向大唐政府請求和親。唐太宗獅子大開口，要求西突厥割龜茲、於闐、疏勒、朱俱波、蔥嶺五國作為和親的聘禮。這五個國家，基本覆蓋了整個塔裏木盆地。顯然，西突厥是無法接受唐太宗的漫天要價，這樁親事最後還是不了了之。由此可看出唐太宗雄心勃勃，欲將西域重歸中國的版圖之內。
從國家利益出發，大唐的對外貿易，最重要是與西部的國家如波斯、阿拉伯以及歐洲的國家進行，而這條通道必須經河西走廊到塔裏木盆地，出中亞到西亞轉至歐洲，因此塔裏木盆地勢在必奪。
龜茲是塔裏木盆地北道最重要的國家。
作為西域國家，龜茲一方麵臣服於西突厥，一方麵又向唐王朝進貢，這就是小國夾在兩個大國之間的無奈選擇。貞觀二十一年（647年），龜茲新國王訶黎布失畢繼位後，逐漸向西突厥靠攏，對大唐的進貢銳減。
唐政府當即宣布龜茲犯有三大罪：第一，當年唐軍討伐焉耆時，龜茲國曾經給焉耆提供軍事援助；第二，龜茲對大唐帝國的朝貢逐年減少，有輕視大唐之心；第三，龜茲國對周邊鄰國發動軍事侵略，危害到西域地區的穩定與安全。
唐太宗決心武力征服龜茲，以威懾西域諸國。