唐朝雖然擊敗了突厥，但只是突厥的政權覆滅了，突厥族依然存在，只是處於唐朝統治下，後來突厥人不堪忍受唐朝統治，叛唐建立了後突厥汗國。

貞觀三年（629年）秋，唐太宗命李靖率李勣、柴紹、薛萬徹，統兵10萬，分道出擊突厥。李靖出奇制勝，在定襄大敗突厥，頡利逃竄，李在白道截擊，降其部眾五萬餘人。唐軍兩將又督兵疾進，大破突厥軍，頡利西逃吐谷渾，途中被俘。時值當年三月，東突厥滅亡。655年（永徽六年）夏五月，唐朝任命右屯衛大將軍程知節為蔥山道行軍大總管，討伐西突厥沙缽羅可汗阿史那賀魯。賀魯戰敗，逃至石國（今塔什干）蘇咄城，城主伊涅達干將他們逮捕，送往石國。石國王將賀昏父子交給唐將蕭嗣業和阿史那元爽。至此，西突厥國亡。

東西突厥先後滅亡，突厥各部歸於唐朝統治。但由於朝廷常徵調他們東征西討，漸漸引起突厥群眾不滿，而突厥上層有人有一定的野心，於是滋生了復國思想。後來，阿史那骨咄祿自立為頡跌利施可汗。他任命其弟默啜為殺（即設，官名），咄悉匐為葉護。從此開始了後突厥時期。