在经过了大半年的精心准备之后，远征军于显庆元年（公元656年）正月终于正式出发，此次远征军阵容如下，左屯卫大将军、卢国公程知节为葱山〔 即葱岭）道行军大总管，右武卫将军王文度为副大总管，旗下分别有左武卫将军舍利叱利、右屯卫将军苏定方、伊州刺史苏海政、周智度、刘仁愿等人（此人后来在镇守百济当中功勋卓著）。对于此次远征唐高宗显得极为重视，甚至亲至玄武门为唐军诸将饯行，期望此行能够一战成功。
在皇帝的殷切期望之下远征军终于踏上了西行的道路，行军是艰苦的，唐军足足跋涉了七个月才终于寻到了西突厥的踪迹，与阿史那贺鲁部众歌逻禄（亦即葛逻禄）、处月（这里为处月残部）二部在榆慕谷（今新疆霍城果子沟）大战。已经六十八岁的程老将军依然不减其勇，麾军大破敌军，斩首千余级，俘获驼马牛羊万计。在追寻到西突厥主力之后程知节立刻派副总管周智度领军追击，于咽城（今新疆博尔塔拉）之下再破西突厥突骑施和处木昆诸部，斩首三万余，攻拔其城。此战后西突厥歌逻禄部被打垮，于是唐朝以歌逻禄三姓中的谋落部置阴山都督府（今哈萨克斯坦阿拉湖一带），炽俟（亦作职乙）部置大漠都督府（今新疆福海一带），还有踏实部置玄池都督府，以其首领为都督，建立起了对这一区域的羁縻统治。
在接连两次大胜之后，唐军已经推进至鹰娑川(今裕勒都斯河)，即当年大突厥汗国西面可汗牙庭故地。而阿史那贺鲁也调集了重兵与唐军进行决战，显庆元年九月二十二日，阿史那贺鲁的儿子咥运率两万精骑与总管苏海政所率领的唐军前锋会战于鹰娑川，两军激战连场未分胜负，此时西突厥鼠尼施部又率援军两万加入战团，胜利的天平眼见慢慢往西突厥方面倾斜。此时十里外，苏定方恰巧在与苏海政隔了一个小山岭的地方歇马，望见远方烟尘阵阵，厮杀震天，知道前锋已然遇敌，于是急率五百铁骑赶往救援。当苏定方赶到之时战局已经到了千钧一发的关键，他审时度势，对敌军阵势薄弱之处进行决死突击。突厥战阵在这次突击之下遭到了致命重创，整体阵形瞬间崩坏，唐军乘胜追杀二十余里。此役斩杀一千五百余人，缴获战马二千匹，战场上一片狼藉，死马及突厥所弃甲仗，绵亘山野，不可胜计。
鹰娑川一战唐军获得了大胜，但是战后唐军内部的矛盾却爆发了出来。副大总管王文度开始公开地指责主帅程知节轻骑冒进，因此导致战斗虽然胜利，但是唐军亦有不小的损失。之后他居然拿出了一道圣旨，宣布因为程知节恃勇轻敌，因此皇帝委托王文度在适当的时候节制诸军。于是在王文度的指挥下，唐军一改之前的战术战法，将大军布成一个巨大的方阵，粮草辎重均藏于阵中，人马整天披甲戒备，缓慢进军，等待敌人的主动进攻。当然王文度的这种战法也不是凭空想象而来，其实是隋代杨素改革之前对付草原游牧民族的传统战法。但是他没有想到时代已经不同了，这种早以被淘汰的被动防守的战法立刻导致战马多瘦累而死，士兵疲劳不堪，士气大降的恶果。当时苏定方便对主帅程知节进言道：“我们本来目的是主动讨伐敌人，现在反而大搞防守。如今马饿兵疲，逢贼即败。怯懦如此，何功可立？”对王文度的战法大加抨击。此时的苏定方比谁都要焦急，他沉寂了二十多年，就等着这次大战能获得足够的功勋，谁知道到手的功劳就要这样被生生断送，万一军败搞不好回京之后还会担上不小的罪名，这怎么能不让他心急如焚？
王文度此时的行为在所有的原始史料当中均记载为“矫诏”，也就是这道圣旨是王文度伪造的。可事实真是这样吗？细究史籍中的种种细节，却让人觉得并非如此。首先在王文度用矫诏的方式夺取指挥权后，程咬金的反应却是极为窝囊，当时苏定方就直接表示了对此诏书的怀疑，要求程知节将王文度囚禁起来，然后传书回京，等待天子的确认。可是程知节却并未听从苏定方的劝告，听任王文度胡来。要是别的将军也许性格懦弱一点有此反应也不足为奇，可是程知节是什么人？当年玄武门之变前就敢公然违抗高祖李渊的旨意，坚持不去外地上任。如果王文度真的是矫诏，以程知节的为人怎么可能听之任之？更大的疑点在于回军之后对王文度的处罚上，“矫诏”在历朝历代都是重罪，下场几乎都是个死，最起码也要流放三千里。
王文度即便能借着矫诏打胜仗，回国之后显然也不会有什么好果子吃，显然付出与收获根本不成正比。但是王文度却依然干了，并且矫诏之后并没有打胜仗。可是回国之后的惩罚却异常地轻，仅仅是个“特除名”，“特除名”在唐律中仅仅为罢官三年，而且三年后可叙官，再录用时降原有官品两级而已。这样的惩罚已经让人感觉到异乎寻常，可是更为匪夷所思的是王文度被罢免之后的三年刚出头一点，就被高宗皇帝迫不及待地起用为左卫郎将、首任熊津都督。在如此众多不符合逻辑的记载中可以发现，只有王文度的圣旨是真的才能解释这一切，让逻辑变得合理。王文度使用了圣旨却造成了极坏的后果，如果这道圣旨是真的，那么责任很大程度就要归咎于高宗皇帝，因此这道圣旨只能是假的，“矫诏”这个黑锅也只能让王文度一个人承担。
唐高宗为什么要给王文度这样的圣旨呢？史书里面写的很明白，就是怕程知节“恃勇轻敌”。之所以这样说还得从老程在战场上过往的经历说起，程知节从一开始在李密手下干得就是精锐卫队的活，战场上往往要冲锋陷阵，搴旗先登。此后跟随李世民也是一样，每每都是冲杀在前。对于旁人而言，程知节的武勇要比兵法韬略给人印象深得多。再加上他二十多年没怎么打过仗，年纪又近古稀，万一在战场上犯了糊涂，那可就坏了大事。而王文度则是贞观末年涌现出来的新星，他在贞观十九年（公元645年）渡海夜袭卑沙城的战役中是首要功臣。因此高宗皇帝为了保险，就给了王文度一纸圣旨，让他在关键时刻可以制止程知节犯错误。可是恰恰是这道圣旨惹了祸，中国人从古到今，在官场上最看不得一个副字，一旦头衔上有了个副字，那就基本意味着什么都不是。唐军西征一开始一帆风顺，功劳自然是身为总指挥的程知节最大，而鹰娑川一战后身为直接参战将领的苏定方的功绩也是铁板钉钉不可能抹杀，在功劳簿上身为副总指挥的王文度便显得可有可无，这显然让王文度不能忍受。因此借着鹰娑川一战唐军战损较多的由头王文度使用了圣旨夺取了程知节的指挥权，这样最终击灭西突厥的话，功劳最大的便是他王文度。
可惜愿望是美好的，现实是残酷的，王文度的战法不仅不能带来胜利，反而使得军队兵无斗志。王文度眼见计划就要破产，恰巧此时唐军进至恒笃城，城内的粟特胡人开城请降。这时候王文度为了提高唐军的士气，想了一个馊主意，说：“这群胡人反复无常，我军退去之后他们必定依然为贼，不如全部杀掉，夺取他们的资财。”当时苏定方就表示坚决反对，他说：“这样干我们就变成贼军了，还有什么理由讨伐叛逆？”但此时苏定方一个小小总管根本影响不了王文度的决定，于是唐军依然屠城，获得了大量的财物。苏定方唯有冷眼旁观，一物未取。阿史那贺鲁就在唐军忙着屠城的时候远遁而去，而唐军方面由于王文度的战法行进缓慢，加之屠城之后导致西域诸城纷纷坚壁清野，唐军后勤愈发困难，因此只能班师回朝。自此帝国第二次讨伐西突厥的行动再一次以失败而告终。
俗话说祸不单行，就在阿史那贺鲁在西域越闹越凶的时候，帝国上下所担心的西域诸国渐渐开始有了不稳定的迹象。贞观二十二年（公元648年）的龟兹之战，唐军获胜之后将被俘的龟兹王诃黎布失毕、国相那利、大将羯猎颠押送入帝国首都，但很快朝廷便宽恕了他们的罪行，不但在朝廷内任职，之后又将他们送回龟兹执掌国政，可谓是仁至义尽。但帝国的政策虽然将龟兹王诃黎布失毕感化，使之对朝廷死心塌地，但是却没有扑灭国相那利的野心。当年那利在龟兹国已经威望极高，这给当时的帝国讨伐军造成了很大的麻烦，郭孝恪便是因此而死。
在回国之后他变本加厉，很快便与阿史那贺鲁勾结起来，然后又与身为突厥人的龟兹王后私通，与国王分庭抗礼。龟兹王诃黎布失毕虽然对此心知肚明但却没有能力阻止，最后只得向朝廷求助。于是为了稳定西域形势，唐廷以调解的名义将龟兹王以及国相同时召回，当国相那利入朝之后便将之囚禁，之后又以唐将雷文成护送龟兹王送回龟兹。但是冰冻三尺非一日之寒，国相那利在龟兹根基深厚，党羽众多，他们害怕龟兹王回国之后清算他们与那利勾结的罪行，于是以大将羯猎颠为首发动了反叛，将龟兹王挡在了国门之外，并且派遣使者向西突厥投诚。龟兹王有国归不得，于泥师城（今克日西古市古城遗址）郁郁而死。为了稳定西域诸国，朝廷于显庆元年（公元656年）十一月派左屯卫大将军杨胄率军讨伐羯猎颠。
