雖然裴行儉計擒阿史那都支與李遮匐，復奪西突厥。然而此時北方局勢卻發(fā)生重大的變化，后突厥掀起規(guī)模浩大的復國運動，這次龐大的運動同時影響到西突厥，公元682年，西突厥的首領阿史那車薄率部起事，大唐帝國的安西都護區(qū)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。

阿史那車薄是繼阿史那都支后的西突厥首領，從裴行儉計取西突厥之后三年，阿史那車薄的表現中規(guī)中矩，但是后突厥的復國運動的浪潮也波及到了西突厥。682年，阿史那車薄發(fā)兵攻打弓月城，西突厥的形勢陡然緊張起來。唐高宗本以禮部尚書裴行儉為金牙道行軍大總管，率3總管兵分道進攻西突厥。但裴行儉尚未出師，便已去世享年六十四歲。

安西都護王方翼反應迅速，立即調兵遣將，前往增援弓月城，在伊麗水與阿史那車薄的西突厥軍相遇，王方翼作為地方大吏，不僅治理有方，而且也能帶兵打仗，這一仗下來，阿史那車薄大敗，西突厥軍陣亡一千余人。阿史那車薄撤退，弓月城轉危為安。

但是，不久西域的三姓咽面部落也加入到反叛的行列，與阿史那車薄聯手，抗衡王方翼。王方翼率安西都護府駐軍以及西域諸國胡人軍團發(fā)動進攻，在熱海與阿史那車薄以及三姓咽面部落聯軍進行決戰(zhàn)。

熱海之戰(zhàn)極為艱苦，第一次交戰(zhàn)雙方勢均力敵，打得難解難分，戰(zhàn)況非常慘烈，在戰(zhàn)斗中，王方翼被對方的流矢所傷，利箭刺穿其手臂，傷勢非常嚴重。在這戰(zhàn)斗的緊急關頭，一旦主將受傷撤下，將對士氣是致命的打擊。王方翼忍住巨痛，拔出佩刀，砍斷箭桿，鮮血直滲出戰(zhàn)袍，但王方翼不為所動，臉上絕不露出半點痛苦的表情，堅持指揮作戰(zhàn)，穩(wěn)定軍心。

這一仗下來，雙方均損失不小?；氐綆I后，大家方才發(fā)現主將的手臂已經受重傷，趕緊讓軍醫(yī)前來療傷。

王方翼受傷的消息傳出后，其帳下的部分西域胡人軍團的首領，認為主將受傷必將影響士氣，而且此時唐帝國的羈縻區(qū)出現大規(guī)模的叛變，他們認為此時有機可乘，不如趁著王方翼受傷，將其生擒后交予阿史那車薄。

但這些胡人企圖叛變的陰謀被王方翼察知，王方翼不露聲色，召集胡人首領開軍事會議，在會議上，王方翼拿出軍費賞賜給這些首領，領賞處設在軍帳外，讓胡人首領一個接一個到帳外領賞，結果這些企圖反叛的將領，出去一個，便被砍一個。正好此時風聲大起，王方翼又讓士兵們敲鑼打鼓，象是為領賞者喝彩，來掩飾這些糊里糊涂便被斬首的叛軍首領的慘叫聲，結果前后斬殺了七十余位參予叛變的胡人將領。

在清洗內部叛亂力量之后，王方翼再次對阿史那車薄與三部咽面發(fā)起進攻。阿史那車薄本來接到叛軍的情報，稱不日可擒獲王方翼，所以放松了警惕，誰料得不僅沒擒到王方翼，反倒是叛亂分子被一網打盡。王方翼抓住機會，打了個阿史那車薄一個措手不及，并且分兵襲擊三部咽面部落，大破西突厥聯軍，俘虜突騎施酋長以及其他大大小小首領共計三百余人。至此，西突厥的叛變被王方翼所平定。

是役之后，西突厥各部元氣大傷，從此再也沒有崛起。