就在李靖消滅突厥後的第四年，西部邊患興起，位於青海和新疆的吐穀渾進攻河西走廊，扣押了唐使，威震四方。
唐太宗李世民決定鏟除吐穀渾，下詔進攻吐穀渾。在李世民的心中，李靖是率兵的最好人選，但李靖年邁退休了。正在猶豫時，李靖跑來主動請戰，李世民命他掛帥，率軍幾萬，分五路進發。
吐穀渾可汗伏允聽說唐軍來了，馬上下令退兵，把沿途野草燒光，讓唐軍馬匹挨餓。有人認為應當暫駐鄯州，等來年草青的時候進攻。
李靖的行軍總管侯君集認為現在吐穀渾潰逃，人心不穩，如果不趁機追擊，等來年草青馬肥，適合這種遊牧部落的生存，再攻打就更難了。李靖采納了侯君集的意見，率軍猛追。一路上忍饑忍渴，穿越沙漠、戈壁灘，奔行兩千多裏，打了幾十仗，最後到達星宿州，吐穀渾可汗被部下殺死。後來，唐太宗把李靖俘虜的伏允的兒子立為西平郡王，恢複了他的國家。西部邊境也太平了。
李靖一生戰功顯赫，以抗禦外敵為主要戰績，很像東漢時期的馬援。他和馬援一樣，多次被人誣陷，每當這時，李靖都不申辯，閉門謝客。幸虧李世民比劉秀英明，一代名將李靖得以安享晚年。
李靖一生兵學著述很多，著有《李靖兵法》、《唐太宗李衛公問對》等著作，是兵學的經典之作，對兵學的發展做出了巨大的貢獻。
《李衛公問對》又叫《唐太宗李衛公問對》或者《唐李問對》，是總結了唐太宗李世民和李靖的論兵對話，以問答的方式寫成的一部兵書。由於是"問對"，因此李靖的用兵思想占多數。書名是因李靖曾封爵衛公而起的，這是李靖言論保存得較為完整的一部著作。
《李衛公問對》共分為上、中、下三卷，有一萬三百多字，涉及麵十分廣泛，比如：用人，治軍，對曆代軍製的評價，對兵學源流的發掘。主要的內容是說訓練與作戰，訓練與作戰之間的關係，問對的中心圍繞著"奇正"而展開，是一部從用兵的角度出發的兵書，參考的價值很大，後人把《李衛公問對》列入《武經七書》之中。
李靖是開國眾將中兵法造詣最深的人，據說他小時候被舅舅韓擒虎稱為惟一能和他談兵法的人。李靖著有十多部兵書，但大多遺失，隻剩下《通典》保留了一些內容。
安祿山是唐朝三鎮節度使，他起兵反唐後攻下洛陽，自立為皇帝。安祿山死後，其部將史思明又起叛亂，史稱"安史之亂"。安史之亂使北方生產大備受摧殘，田地荒蕪，人民流離失所，許多州縣成為廢墟，唐朝走向衰落。