正當(dāng)裴行儉以自己過(guò)人的膽略平定西突厥的阿史那都支后，返回到長(zhǎng)安城?？墒蔷驮谶@一年(679年)十月，后突厥突然爆發(fā)大規(guī)模的叛變。

自貞觀四年，頡利可汗被俘，東突厥亡國(guó)以后，在差不多半個(gè)世紀(jì)的時(shí)期內(nèi)，唐朝統(tǒng)治下的東突厥各部基本上穩(wěn)定。但由于朝廷常征調(diào)他們東征西討，漸漸引起突厥群眾不滿，特別是一些民族上層人物滋生了復(fù)國(guó)思想。

公元679年(調(diào)露元年)冬十月，單于大都護(hù)府下屬突厥酋長(zhǎng)阿史德溫傅、奉職率所轄二部反唐，立阿史那泥熟匐為可汗。二十四州突厥酋長(zhǎng)響應(yīng)他們，部眾共達(dá)數(shù)十萬(wàn)人。唐廷以都護(hù)府長(zhǎng)史蕭嗣業(yè)率軍進(jìn)擊，失敗而歸。此后突厥乘勝南下，攻掠定州。刺史霍王李元軌命開(kāi)門偃旗，突厥疑有伏兵，懼而夜退。

十一月二十七日，命剛剛班師回朝的裴行儉為定襄道行軍大總管，率太仆少卿李思文和周道務(wù)將兵18萬(wàn)，會(huì)同西軍程務(wù)挺、東軍李文暕合兵三十萬(wàn)，旗幟綿延千里，皆歸裴行儉節(jié)制以討伐突厥;另命回紇兵自漠北南下，企圖南北夾攻，擊破突厥，安定北邊。

公元680年三月，唐軍與突厥軍在黑山一帶展開(kāi)決戰(zhàn)。大唐遠(yuǎn)征軍的總兵力達(dá)到三十萬(wàn)人，這無(wú)疑占據(jù)有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。戰(zhàn)況呈現(xiàn)一邊倒的局面，在裴行儉的指揮下，唐遠(yuǎn)征軍與突厥大軍連續(xù)交鋒，每次都大敗敵軍。在戰(zhàn)斗中，突厥造反派的首領(lǐng)阿史德奉職被唐軍俘虜，這對(duì)突厥來(lái)說(shuō)，是一次大挫折。突厥殘部從黑山撤到了狼山。裴行儉再度追擊，突厥各部雖然在造反時(shí)如一陣風(fēng)席卷而來(lái)，但在挫敗面前，本就松散的部落聯(lián)盟更加松動(dòng)，最后引發(fā)一場(chǎng)內(nèi)訌，一些部落決定退出叛亂集團(tuán)，被推為可汗的阿史那泥熟匐被殺死，這些部落拿著阿史那泥熟匐的人頭向裴行儉投降。

就在這個(gè)時(shí)候，唐高宗李治犯下一個(gè)大錯(cuò)，認(rèn)為突厥的叛變已經(jīng)指日可定了，便派戶部尚書崔知悌到定襄，慰勞將士，并處理對(duì)突厥的善后事宜，然后令裴行儉班師回朝。

朝廷之所以急于將北征大軍召回，乃是因?yàn)榈蹏?guó)的西疆受到吐蕃的威脅越來(lái)越大，吐蕃勢(shì)力如日中天。這一年，吐蕃攻陷大唐西南重要的軍事重鎮(zhèn)茂州安戎城，降服西部諸羌，嚴(yán)重威脅到大唐西部的涼州、松州、茂州、巂州，西面又占據(jù)龜茲、疏勒等西域四鎮(zhèn)，南面直抵天竺國(guó)，北面接西突厥，疆域萬(wàn)里，成為大唐最強(qiáng)勁的對(duì)手。

裴行儉的班師回朝，給了突厥人予喘息之機(jī)。