離開現在所處的位置，距離主戰場有二百多裏的路。他當初之所以會選擇來這裏，一是要試驗一下滑雪板是否真的能在沙漠中使用，二是把功績讓給薛、張、林三人。自己已經是蜀王，再多的功績又能如何，還不如把機會留給他們。如今朝中的武將都已不再年輕，要保證國家的強大，武將就不能斷茬。三是堵住敵方可能逃竄的一條後路。
就在得到林山、張洪都大勝的消息的同時，李靖、侯君集、李道宗的三路大軍也發動進攻，在林山和張洪都的配合下，一舉將剩餘兩個部族圍困住。經過十幾日的收縮緊逼，經過一場大戰，徹底擊潰這兩個部族的聯軍，最終隻有慕容順光帶領的一千餘人突出重圍，逃往青海湖一帶的大本營。
大戰過後已經進入二月，地上積雪已經開始融化，快速反應部隊的作用已經不如冬季明顯，所以並入步軍行列。由於要對吐穀渾的主力，慕容伏允的那七萬大軍發動進攻，三路大軍暫時放棄對慕容順光的圍剿，轉而向西封堵住慕容伏允的退路。
二月底，對吐穀渾的合圍完成。二月二十五日，牛心堆附近兩軍發生交戰。雙方近二十萬兵力戰，雙方從日出一直戰鬥到日落，戰場之上鮮血伴著融化的積雪，把幾十裏方圓的土地都染成了紅色。在一場大戰過後，殲敵兩萬餘人。吐穀渾借助騎兵優勢，突出重圍，一路向西南逃竄。
大唐軍一路層層設防，使得吐穀渾的大軍始終無法擺脫唐軍主力的跟蹤追擊。
四日後，薛仁貴於烏海設伏，手下三千人馬整整攔截吐穀渾四萬多大軍一日。其間，薛仁貴更是數度衝進敵軍陣營，連挑敵軍十餘名戰將，令敵軍軍心大亂。等到黃昏時分，唐軍主力趕到之時，薛仁貴手下士卒已不足一千，卻令敵方沒有前進一步。
見到大軍趕到，薛仁貴怕敵軍拚死一搏，主動讓出道路，放吐穀渾大軍通過。吐穀渾大軍見到道路讓開，後麵唐軍主力又尾隨其後，疲於奔命之際紛紛搶行，造成隊形大亂。唐軍主力見狀迅速跟上掩殺過來。吐穀渾在留下一萬多具屍體後倉皇逃脫。
又五日，唐軍副總管薛萬均、薛萬徹率領一萬五千騎兵，連續兩日日夜不眠趕到赤水源，在吐穀渾大軍來到之前設下埋伏。等到吐穀渾大軍來到近前，伏兵四起衝向敵軍。連日來的作戰，吐穀渾大軍早已疲憊不堪。此刻看到唐軍在此設伏，兩軍剛一接觸便立刻潰不成軍，四散而逃。
慕容伏允率親衛及眾子逃到西海，被李靖大軍追上，慕容伏允及眾子被俘。
李恪並未想在此戰中獲得戰功，再加上冰雪也已經開始融化，所以並沒有著急趕路。誰知在到達青海湖北約一百二十裏的寧集時，突然發現前方出現一支吐穀渾部隊，連忙展開戰鬥隊形。
誰知這支吐穀渾部隊早已經喪失了鬥誌，還沒有正式戰鬥便舉起了白旗。李恪在莫名其妙中便獲得了一場勝利。經過詢問，當得知這些人中居然是吐穀渾的太子以及皇後的時候，李恪甚至有些哭笑不得。沒想去搶什麼戰功，到最後居然得到了頭功（國王出征總不能帶著玉璽吧。所以此刻玉璽在太子手中）。老天爺也未免太會拿自己開玩笑了吧。