不久后唐军赶至太宗背后，颉利可汗见到唐军“军容大盛”，又得知执失思力被擒，由是大惧。

两天后，即八月三十日，李世民与颉利可汗在长安城西郊的渭水便桥，签署了和平协议，双方立刻斩杀白马立盟。

之后，颉利可汗率突厥全体骑兵返回。

一场大战终于偃旗息鼓。

九月突厥颉利可汗献马三千匹、羊万口。

渭水之盟不久，东突厥内部出现分裂，反对颉利可汗的薛延陀、回纥、拔也古、同罗诸部落对其变革国俗和推行的政令不满，另立薛延陀为可汗。

突利可汗也暗中与唐联络，并与颉利可汗决裂。

同时东突厥又遇到大雪气候，牲畜大多被冻死饿死，突厥势力渐弱。

唐太宗而此时的唐朝政局稳定，经济得以恢复。这时唐太宗也积极进行对东突厥的备战，甚至允许军士在显德殿内习武，培养了一支能征善战的精锐部队。同时，唐朝还取得了恒安（今山西大同）、朔方（今内蒙古乌审旗）等进攻东突厥的基地。唐朝反击东突厥的时机已经成熟了。

贞观三年，唐军与突厥军在白道展开大战，突厥被打败，屯营于碛口。

贞观四年（公元630年），唐将李靖进攻定襄，大破突厥，俘获杨正道及炀帝萧后，将其送于长安，突厥颉利可汗孤身逃走。

随后李靖又指挥唐军击败突厥，斩首万余级，俘获十多万突厥人。

李勣率领另一支唐军屯于碛口，俘获五万多突厥人。

突厥颉利可汗骑千里马想要逃到吐谷浑，唐朝西道行军总管张宝相生擒了突厥颉利可汗。

唐朝的版图扩大到了贝加尔湖以北，原属突厥的部落有的北附薛延陀，有的西奔西域，而来投降于唐朝的则非常多。

渭水之盟是唐政府对突厥关系史的一次胜利。

避免了唐朝在不利条件下的作战，从而稳固了唐朝初立的根基。

从此唐朝发展经济、积蓄力量赢得了时间，是唐与突厥强弱变化的转折。

之后，唐太宗励精图治，并且挑拨颉利、突利二可汗和突厥与铁勒诸部的关系。公元627年，东突厥内部出现分裂。唐朝在公元630年，灭掉了东突厥汗国。