贞观二十年，公元646年，春季正月辛未日，夏州都督乔师望、右领军大将军执失思力等人率军进攻薛延陀，大败敌军，俘获两千多人。多弥可汗率领轻骑兵逃走，薛延陀内部陷入骚乱。
丁丑日，太宗派遣大理卿孙伏伽等二十二人按照六条诏令巡察天下，刺史、县令以下官员被大量贬斥罢免，这些人前往朝廷喊冤的，前后络绎不绝。太宗让褚遂良分类整理他们的诉状后上报，亲自临朝裁决，提拔任用了二十人，处死七人，流放及以下被免职的有数百上千人。
二月乙未日，太宗从并州出发。三月己巳日，车驾返回京城。太宗对李靖说：“我率领天下大军，却被小小的夷族困住，这是为什么？”李靖说：“这一点李道宗能解释。”太宗回头询问江夏王李道宗，李道宗详细陈述了在驻跸山时建议乘虚夺取平壤的话。太宗怅然道：“当时事情匆忙，我已经不记得了。”
太宗的病情没有完全痊愈，想要专心调养，庚午日，下诏将军政要务全部委托给皇太子处理。于是太子每隔一天在东宫处理政务，结束后就进入宫中侍奉太宗服药膳食，不离左右。太宗让太子暂时外出游览，太子推辞不愿前往；太宗便在寝宫旁边设置别院，让太子居住。褚遂良请求让太子每十天返回东宫一次，与师傅们探讨道义；太宗采纳了他的建议。
太宗曾前往未央宫，清道的仪仗队已经走过，忽然在草丛中发现一个人身带横刀，于是就盘问他，那人回答说：“听到清道的仪仗队到来，害怕得不敢出来，清道的人没看见我，我就趴在原地不敢动弹。”太宗立即率军返回，回头对太子说：“这件事如果按律处置，会有好几个人被处死，你过后赶紧把他放了。”太宗还曾乘坐腰舆（一种轻便的轿子），有一名三卫（宫廷侍卫）不小心碰到了他的衣服，那人十分恐惧，脸色大变。太宗说：“这里没有御史，我不怪罪你。”
陕州人常德玄告发刑部尚书张亮收养了五百名义子，与术士公孙常交谈时，说“我的名字应验了图谶”，又问术士程公颖：“我手臂上长出了龙鳞，想要起兵干大事，可以吗？”太宗命令马周等人审理此事，张亮拒不认罪。太宗说：“张亮收养五百名义子，养这些人做什么？正是想要谋反！”下令文武百官商议这起案件，众人都认为张亮谋反，应当处死。只有将作少匠李道裕说：“张亮谋反的证据不足，罪行不该处死。”太宗派长孙无忌、房玄龄到狱中与张亮诀别说：“法律是天下公平的准则，我和你共同遵守。你自己不够谨慎，与恶人交往，陷入法网，现在又能怎么办呢！你安心去吧。”己丑日，张亮与程公颖一同在西市被斩首，家产被查抄没收。
一年多后，刑部侍郎一职空缺，太宗让宰相们精心挑选合适的人选，拟定了几个人选，都不符合太宗的心意，不久后太宗说：“我找到合适的人了。当初李道裕议论张亮的案件时说‘谋反证据不足’，这话是对的，我虽然没有听从，至今仍感到后悔。”于是任命李道裕为刑部侍郎。
闰月癸巳朔日，发生日食。戊戌日，撤销辽州都督府和岩州。夏季四月甲子日，太子太保萧瑀被免去太保职务，仍担任同中书门下三品。
五月甲寅日，高丽王高藏及莫离支盖金（即渊盖苏文）派遣使者前来谢罪，并献上两名美女，太宗将美女送回。
六月丁卯日，西突厥乙毘射匮可汗派遣使者入朝进贡，并且请求通婚；太宗答应了他的请求，还让他割让龟兹、于阗、疏勒、朱俱波、葱岭五国作为聘礼。
薛延陀多弥可汗性情偏激急躁，猜忌他人且毫无恩德，废弃了父亲在位时的权贵大臣，只重用自己亲近的人，国内百姓不归附他。多弥可汗大肆诛杀异己，人们都感到不安。回纥酋长吐迷度与仆骨、同罗等部一起进攻他，多弥可汗大败。乙亥日，太宗下诏任命江夏王李道宗、左卫大将军阿史那社尔为瀚海安抚大使；又派遣右领卫大将军执失思力率领突厥军队，右骁卫大将军契苾何力率领凉州及胡人军队，代州都督薛万彻、营州都督张俭各自率领本部军队，分兵几路共同进攻薛延陀。
太宗派遣校尉宇文法前往乌罗护、靺鞨部落，在东部边境遭遇薛延陀阿波设的军队，宇文法率领靺鞨军队击败了他们。薛延陀国内惊慌失措，有人喊道：“唐朝军队来了！”各部陷入大乱。多弥可汗率领几千名骑兵逃奔阿史德时健部落，回纥军队进攻并杀死了他，将他的宗族几乎全部消灭，随后占据了薛延陀的土地。薛延陀各俟斤（官名）相互攻击，争相派遣使者向唐朝归顺。
薛延陀残余部众向西逃窜，还有七万多人，共同拥立真珠可汗兄长的儿子咄摩支为伊特勿失可汗，返回了原来的土地。不久后咄摩支去掉可汗称号，派遣使者上表，请求居住在郁督军山以北；太宗派遣兵部尚书崔敦礼前往安抚收纳他们。
敕勒九姓的酋长，因为他们的部落一向臣服于薛延陀，听说咄摩支前来，都感到恐惧，朝廷商议担心他们成为漠北的祸患，于是又派遣李世积与敕勒九姓共同对付他。太宗告诫李世积说：“他们投降就安抚，反叛就讨伐。”己丑日，太宗亲自下诏，称：“薛延陀已经灭亡，敕勒各部有的前来投降归附，有的还未