人起初作战多次获胜，因而放松了戒备；恰逢天降大雪，突厥军队趁夜袭击他们的营地，萧嗣业狼狈不堪地率军突围逃跑，军队大乱，被突厥打败，死亡人数难以计数。花大智、李景嘉率领步兵边战边退，得以退入单于大都护府。萧嗣业被减免死罪，流放桂州，花大智、李景嘉均被免职。
突厥军队侵犯定州，刺史霍王元轨下令打开城门，放下旗帜，突厥人怀疑有埋伏，畏惧而连夜逃走。定州人李嘉运与突厥勾结通谋，事情败露后，高宗命令霍王元轨彻底追查其党羽。霍王元轨说：“强敌就在边境，人心不安。若逮捕过多的人，会逼迫他们反叛。”于是仅处死李嘉运，其余的人一概不问，并上书自我弹劾违背诏令。高宗看到奏表后大喜，对使者说：“朕也后悔了，若没有霍王，定州就保不住了。”从此朝廷有大事，高宗大多秘密下诏询问霍王元轨的意见。
壬子日，朝廷派遣左金吾卫将军曹怀舜驻守井陉，右武卫将军崔献驻守龙门，以防备突厥。突厥煽动奚、契丹侵犯营州，都督周道务派遣户曹、始平人唐休璟率军击败了他们。
庚申日，高宗下诏因突厥背叛，取消嵩山封禅大典。
癸亥日，吐蕃文成公主派遣大臣论塞调傍前来唐朝报丧，并请求和亲，高宗派遣郎将宋令文前往吐蕃参加赞普的葬礼。
十一月戊寅朔日，朝廷任命太子左庶子、同中书门下三品高智周为御史大夫，免去其宰相职务。
癸未日，高宗宴请裴行俭，对他说：“你兼具文武才能，现在授予你两个职位。”于是任命他为礼部尚书兼检校右卫大将军。甲辰日，任命裴行俭为定襄道行军大总管，率领十八万军队，连同西军检校丰州都督程务挺、东军幽州都督李文暕的部队，总计三十余万人讨伐突厥，全部受裴行俭调度指挥。程务挺是程名振的儿子。
永隆元年，公元680年春季，二月癸丑日，高宗前往汝州的温泉；戊午日，前往嵩山处士三原人田游岩的居所；己未日，前往道士宗城人潘师正的居所，高宗、天后武则天及太子都向潘师正行跪拜之礼。乙丑日，返回东都洛阳。
三月，裴行俭在黑山大败突厥军队，擒获其酋长奉职，可汗阿史那泥熟匐被部下杀死，部下将其首级献上投降。
起初，裴行俭进军到朔川，对部下说：“用兵之道，安抚士兵贵在真诚，制服敌人重在欺诈。此前萧嗣业的粮草被突厥劫掠，士兵们受冻挨饿，因此战败。如今突厥必定还会使用这一计谋，应当用计策欺骗他们。”于是伪装成三百辆粮车，每辆车中埋伏五名壮士，每人手持陌刀、强弩，派数百名瘦弱的士兵护送，同时在险要之地埋伏精兵等待突厥军队。突厥军队果然前来劫粮，瘦弱的士兵弃车四散逃跑。突厥军队将粮车赶到水草之地，解下马鞍让马休息，准备取车上的粮食，这时埋伏在车中的壮士突然跳出袭击，突厥军队惊慌逃走，又遭到埋伏精兵的拦截，几乎全军覆没。从此，唐军的粮草运输队伍，突厥军队再也不敢靠近。
军队行进到单于府以北，天色已晚，安营扎寨后，营寨的壕沟已经挖好，裴行俭突然下令将营地迁移到高冈上。将领们都说士兵已经安顿就绪，不宜再移动，裴行俭不听，催促士兵迁移。当天夜里，狂风暴雨突然降临，先前的营地积水达一丈多深。将领们既震惊又佩服，询问其中的缘故，裴行俭笑着说：“从今以后只管服从我的命令，不必问我如何知晓。”
奉职被擒获后，残余的突厥军队逃到狼山据守。高宗下诏令户部尚书崔知悌乘驿车前往定襄慰问将士，并处理残余的突厥叛军，裴行俭率军返回。
夏季，四月乙丑日，高宗前往紫桂宫。
戊辰日，黄门侍郎闻喜人裴炎、崔知温，中书侍郎京兆人王德真一同被任命为同中书门下三品。崔知温是崔知悌的弟弟。
秋季，七月，吐蕃侵犯河源，左武卫将军黑齿常之率军击退了他们。朝廷提拔黑齿常之为河源军经略大使。黑齿常之认为河源是战略要地，想要增兵戍守，但运输粮草的道路艰险遥远，于是广泛设置烽火台和戍所七十余处，开垦屯田五千余顷，每年收获粮食五百余万石，从此军队的作战和防守都有了充足的准备。
此前，剑南招募士兵在茂州西南修筑安戎城，以切断吐蕃与南方蛮族的交通要道。吐蕃以生羌为向导，攻陷了安戎城，并派兵驻守，从此西洱各蛮族都投降了吐蕃。吐蕃完全占据了羊同、党项及各羌族部落的领地，东接凉州、松州、茂州、巂州等州；南邻天竺，西攻陷龟兹、疏勒等安西四镇，北抵突厥，疆域方圆万余里，各少数民族中，吐蕃最为强盛，无人能比。
丙申日，郑州刺史江王元祥去世。
突厥残余军队包围云州，代州都督窦怀悊、右领军中郎将程务挺率军击败了他们。
八月丁未日，高宗返回东都洛阳。
中书令、检校鄯州都督李敬玄战败后，多次声称患病请求返回京城；高宗批准了他的请求。但他回到京城后，却没有患病，还前往中书省处理政务；高宗大怒，丁巳日，将他贬为衡州刺史。