唐太宗時期，漠南和漠北先後存在過兩個實力強勁的遊牧民族政權，前一個是東突厥，後一個是薛延陀。東突厥頡利可汗因在武德九年（626年），唐太宗剛即位時大舉進犯長安，和唐太宗在便橋結盟而廣為人知。貞觀初年，東突厥在天災和人禍的雙重作用下走向瓦解，唐太宗抓住戰機，在貞觀三年（629年）冬天出兵東突厥，並在貞觀四年（630年）春天取得完勝，俘虜頡利可汗，一舉平定了東突厥。
薛延陀作為後起之秀，既是瓦解東突厥的重要力量，也是東突厥滅亡後的最大受益者。
薛延陀汗國之忽興
薛延陀是鐵勒諸部中的一部，也是鐵勒諸部中戰鬥力最強的一部。它原本生活在西突厥境內，隋朝時期，泥撅處羅可汗苛察多忌，屢殺鐵勒諸部酋長，薛延陀酋長乙失缽和契苾酋長哥楞不甘忍受暴政，於是領導鐵勒人脫離了泥撅處羅可汗的統治，前者佔據燕末山，稱號野咥可汗；後者佔據貪汗山，稱號易勿真莫賀可汗，同時向泥撅處羅可汗發起了挑戰。
隋煬帝大業七年（611年），泥撅處羅可汗入朝後，射匱可汗成為西突厥可汗。射匱可汗採取各種措施復興西突厥，薛延陀酋長乙失缽和契苾酋長哥楞迫於形勢，遂放棄可汗的稱號，臣服於射匱可汗。不久，鐵勒人發生分裂，回紇、拔野古、阿跌、同羅、僕骨、白霫等部落東附東突厥始畢可汗，薛延陀等部落留在了西突厥。唐太宗貞觀二年（628年），西突厥再次發生內亂，乙失缽的孫子夷男率領薛延陀部東附頡利可汗，至此，鐵勒諸部經過十七年的分裂後，再次匯聚一國。
不過，匯聚一國的鐵勒人並沒有迎來安定的生活。貞觀元年（627年），大雪肆虐漠南、漠北，羊馬多死，突厥人因此元氣大傷，頡利可汗為彌補自己的損失，加倍壓榨東突厥境內的各民族，鐵勒諸部自然也在其中。頡利可汗的暴政激起了鐵勒諸部的反抗，一年後，鐵勒諸部在薛延陀酋長夷男的領導下起兵反抗頡利可汗，大敗頡利可汗的侄子突利可汗，成功脫離頡利可汗的統治。又一年後，唐太宗派喬師望遠赴漠北，冊封夷男為真珠毗伽可汗，從此，夷男名正言順地成為鐵勒人的領袖。
唐太宗拉攏夷男，冊封夷男為真珠毗伽可汗，意在分化瓦解東突厥境內的各股勢力，以削弱頡利可汗的實力。實際上，被夷男擊敗的突利可汗也是唐太宗拉攏的對象。當唐太宗還是秦王時，就有意拉攏突利可汗了。武德七年（624年），頡利可汗和突利可汗聯合進攻唐朝的豳州，還是秦王的唐太宗觀察到突利可汗和頡利可汗政見不合，便在陣前使用反間計，和突利可汗結拜為異姓兄弟，疏遠了頡利可汗和突利可汗的關係。
突利可汗是始畢可汗的兒子，東突厥習慣實行兄終弟及的繼承制度，始畢可汗死後，突利可汗由於年幼無緣汗位，他的兩個叔叔處羅可汗、頡利可汗因此相繼成為可汗。頡利可汗和突利可汗一個統治西部，一個統治東部，權力不相上下。突利可汗進攻夷男失敗後，頡利可汗藉機囚禁突利可汗，削弱突利可汗的權力，以加強自己的權威，這就激怒了突利可汗，於是，突利可汗和頡利可汗在東突厥已經衰弱的情況下爆發了內戰。貞觀三年（629年），突利可汗被頡利可汗擊敗，被迫向唐太宗求援，唐太宗以和突利可汗有盟約在先為由，派遣軍隊接應突利可汗，突利可汗於是投奔唐朝。
真珠毗伽可汗和突利可汗接連背叛，致使東突厥分崩離析，這就徹底削弱了頡利可汗的實力。貞觀三年（629年）冬天，唐太宗以李靖、李世勣、李道宗等人為大將，正式出兵北伐東突厥。貞觀四年（630年）春天，李靖以摧枯拉朽之勢連敗頡利可汗，最後在陰山取得決定性的勝利，成功滅亡了東突厥，為唐太宗洗刷了便橋之盟的恥辱。
東突厥滅亡後，一部分民眾投降真珠毗伽可汗，一部分民眾進入西域，還有十幾萬民眾投降了唐朝。唐太宗把這十幾萬突厥民眾安置在朔方後，漠南和漠北成了無主之地，真珠毗伽可汗於是趁機佔領漠南和漠北，擁兵二十萬，讓兩個兒子大度設、突利失分將之，號南、北部，成為新一代草原霸主。
薛延陀汗國之忽滅
薛延陀能迅速成為草原霸主，離不開唐太宗的扶持，真珠毗伽可汗因此對唐太宗感恩戴德。真珠毗伽可汗在七年的時間裡八次派使者入朝，既加深了自己和唐朝的聯繫，也凸顯了自己在草原各部的領導地位。
這時，真珠毗伽可汗的逐漸強大引起了唐太宗的注意。唐太宗二十一歲時（大業十三年，617年）就跟隨父親唐高祖在晉陽起兵，二十二歲（武德元年，618年）平定薛仁杲，二十四（武德三年，620年）平定劉武周，二十五歲（武德四年，621年）平定竇建德和王世充，二十六歲（武德五年，622年）平定劉黑闥，二十八歲（武德七年，624年）在豳州與突利可汗結盟，離間突利可汗和頡利可汗的關係，再加上他和太子李建成長期明爭暗鬥，當他在三十歲那年（武德九年，626年）繼位時，早已是一個戰爭經驗極其豐富，政治鬥爭經驗也極其豐富的軍事家和政治家了。唐太宗敏銳地知覺告訴他，如果放任真珠毗伽可汗繼續發展，真珠毗伽可汗必定是下一個頡利可汗。
貞觀十年（636年），唐太宗對真珠毗伽可汗的態度開始發生轉變，他不再讓真珠毗伽可汗獨自統治漠南和漠北，而是又冊封真珠毗伽可汗的兩個兒子大度設和突利失為小可汗，使薛延陀汗國形成了三個可汗共存的局面。三年後，唐太宗進一步加強對薛延陀的防範，任命突厥人阿史那思摩為乙彌泥孰俟利苾可汗，讓阿史那思摩率領頡利可汗的舊部返回漠南，以牽制真珠毗伽可汗。
然而阿史那思摩畏懼真珠毗伽可汗的強大，遲遲不敢出塞到漠南。唐太宗見狀，便直接派人告誡真珠毗伽可汗道：「延陀受命在前，長於突厥，舉磧以北，延陀主之；其南，突厥保之。各守而境，無相鈔犯，有負約，我自以兵誅之。」唐太宗的命令冰冷而強硬，真珠毗伽可汗不得不乖乖就範，在貞觀十五年（641年）把漠南的土地讓給了阿史那思摩。
不過，真珠毗伽可汗只是口服，並未心服。不久，真珠毗伽可汗利用唐太宗巡行洛陽，即將在泰山舉行封禪大典的時機，派大度設領兵二十萬進攻漠南。阿史那思摩一觸即潰，被迫放棄漠南，逃回朔州，向唐太宗求援，唐太宗當即以張儉、李世勣、李大亮等人為大將迎擊薛延陀。唐太宗命令諸將不準著急交戰，而是等薛延陀馬疲北返時才發起進攻。
真珠毗伽可汗本以為唐朝邊境會因唐太宗封禪而防守空虛，卻沒想到唐太宗那麼快就派出了軍隊，他隨即轉變態度，派使者面見唐太宗，請求與阿史那思摩談和，唐太宗當著使者的面，直接而冰冷地回絕了真珠毗伽可汗。唐朝和薛延陀的戰爭已經不可避免，大度設亦憑藉雄厚的兵力對阿史那思摩緊追不捨，派人登上長城，對沒有追上的阿史那思摩痛罵了一番。這時，李世勣領兵將至，大度設趕緊撤軍，李世勣見招拆招，率軍截住了大度設的退路，大度設無可奈何，只好在諾真水列陣，等待著薛延陀和唐軍決戰的到來。
薛延陀雖是遊牧民族，卻重視步兵，以步戰見長，在和突厥人的戰鬥中，薛延陀用步兵克制騎兵，屢戰屢勝，如今故技重施，也想以此擊敗唐軍。對唐軍來說，步戰是他們的基本技能，一如遊牧民族天生就擅長騎兵作戰，李世勣和薛延陀經過初次交戰後，就知道了薛延陀軍隊的弱點。李世勣先派步兵打亂薛延陀的陣型，然後派騎兵控制薛延陀的戰馬，讓薛延陀戰不能戰，退不能退，最終，唐軍大勝，取得斬首數千級的戰績。大度設率領殘兵敗將倉皇北撤後，恰逢漠北下大雪，又損失了十分之八的兵力。
真珠毗伽可汗偷雞不成蝕把米，不僅元氣大傷，還喪失了在草原諸部中的權威，為挽回顏面，他向唐朝提出了和親。唐太宗知道，他一旦答應真珠毗伽可汗，真珠毗伽可汗便會利用唐朝公主重建自己的權威，於是，他斷然拒絕了。當然，真珠毗伽可汗並沒有放棄，他就像追求心儀的對象那樣，第二年又提出了和親，並給唐太宗加倍獻出馬、牛、羊等，以表示誠意。唐太宗見狀，爽快答應了真珠毗伽可汗，許諾把新興公主嫁給真珠毗伽可汗，並表示自己會親自到靈州操辦這樁婚事。
真珠毗伽可汗欣喜若狂，生怕唐太宗反悔，貞觀十七年（643年），他按照唐太宗提出的條件，拼命搜刮草原各部的牲畜，把成群結隊的牲畜趕往靈州，途中因水草缺乏，牲畜多死，還比約定的時間延遲了幾天。這時，唐太宗忽然改口，又拒絕了真珠毗伽可汗的和親。實際上，唐太宗壓根就不想與真珠毗伽可汗和親，他只是通過這件事離間薛延陀和草原各部的關係而已。真珠毗伽可汗白忙一場，不僅顏面盡失，還得罪了草原各部，致使自己在草原各部的威望再次降低，從此，他不敢再挑釁唐太宗，重新做起了乖乖男。
貞觀十九年（645年），真珠毗伽可汗去世，薛延陀發生內亂，其嫡子拔灼殺死庶子曳莽，自立為頡利俱利失薛沙多彌可汗。多彌可汗為樹立個人權威，殺死父親在位時期的貴臣，任用自己的親信執政，同時向唐朝發起挑釁，以樹立戰功，當他得知唐軍有備後，又放棄了自己的計劃。
多彌可汗的內外舉措加劇了薛延陀和草原各部的矛盾，貞觀二十年（646年），回紇、僕骨、同羅等鐵勒諸部紛紛脫離多彌可汗的統治，對薛延陀人發動了戰爭。唐太宗亦趁機出兵薛延陀汗國，唐軍在薛延陀汗國東境擊敗薛延陀人後，薛延陀汗國登時大亂，多彌可汗率領宗族和親信倉皇逃竄，旋即全部被回紇人殺害。
隨後，薛延陀人擁立真珠毗伽可汗的侄子咄摩支為伊特勿失可汗。伊特勿失可汗眼見情勢危急，只好向唐太宗求和，請求退保鬱督軍山，唐太宗於是派李世勣領兵安撫伊特勿失可汗，同時對李世勣下令道：「降則撫之，叛則擊之。」當李世勣抵達鬱督軍山後，伊特勿失可汗又生抗拒之心，他佯裝乞降，實則欲戰，但伊特勿失可汗的小計倆終究逃不過沙場老將李世勣的法眼，李世勣當機立斷，縱兵進攻薛延陀人，斬首五千多級，俘虜三萬人，滅亡了薛延陀汗國。其後，唐軍乘勝進攻鐵勒諸部，徹底平定了漠北。
貞觀二十一年（647年），唐太宗在漠北豪無障礙地設立六府七州，任命鐵勒諸部的酋長為長官，對漠北實現了真正意義上的統治。這是中原王朝第一次實現對漠北的直接治理，相較於漢武帝北伐匈奴和魏太武帝北伐柔然，唐太宗徵服漠北所耗費的時間和兵力都是最少的。究其原因，唐太宗除了使用戰爭手段外，還使用了外交手段。唐太宗對東突厥和薛延陀內部的各股勢力實行分化瓦解的政策，讓東突厥和薛延陀不戰自亂，當東突厥和薛延陀發生內亂後，唐太宗方才出兵，以最小的代價取得了最大的勝利。
唐朝在中國歷史上，以不修築長城著稱。修築長城的本質是消極防禦，無論是秦始皇和漢武帝北伐匈奴，還是魏太武帝北伐柔然，縱然他們對遊牧民族取得了戰略優勢，最後還是收縮邊境防線，主動放棄了對漠北的統治。而唐太宗把自己年輕時平定群雄的戰爭經驗運用到新的戰場上，放棄傳統的消極的守邊政策，把進攻作為防守，通過發動戰爭、軍事威懾、離間敵人等多種手段，達到離散遊牧民族的目的。當遊牧民族離散後，他們便陷入互相對立的局面，對唐朝的威脅也就減輕了，唐太宗對四五分裂的遊牧民族是和還是戰，便掌握了主動權。故而，唐太宗軍事上一連串的勝利，不僅僅是唐朝綜合國力強大的體現，也是唐太宗政治軍事鬥爭手段靈活多變且實用有效的體現。