麦仲肥等看天色已晚，将大军安营于斛州北门外。右卫大将军李大亮、凉州都督李袭誉等将领入斛州，麦仲肥盛宴款待，宴会上麦仲肥极尽阿谀之能事，把李大亮和李袭誉捧的天上少有、地上无双。二李对麦仲肥好感大生。斛州众将听着麦仲肥的言论，少有不呕吐的。
送走二李等唐军将领。麦仲肥把斛州将领叫到一起，吩咐道“明天你等将随唐军一起去征伐薛延陀，此次夷男没有亲来甚为遗憾。但大度设绝不能放过。李尚书的兵应该已经和大度设的兵遇上了，大度设兵败后必走白道川退回漠北，我们分配一下，席将军带三万骑军随二李去支援李尚书。铁勒木带二万骑军多带马匹，急行军至白道川设伏，务必将大度设等人一网成擒。记住不要活的大度设，只要死的小可汗。”
“好咧！”铁勒木干脆地回答。
“如果他要是投降怎么办？”萧嗣业低声问。
“杀掉。”麦仲肥冷酷的说。
“这恐怕不好吧？”席君买冲着麦仲肥微微摇头。
“难道再养着他回头咬我们？”麦仲肥反问道。
“唐军不允许杀俘的。”席君买再次提醒道。
“所以我让铁勒木去做这件事情。你们只当不知道这事情。如果有人查你们往我身上推，我自有应对的话语。”麦仲肥眼睛盯着唐军的将领说。
席君买和萧嗣业对望了一眼，无奈地摇摇头。
不说斛州的部署，再说李勣统帅的主力急行军，最先赶到长城外。斥候远远看见前方旧都护府土城处人喊马嘶，急忙回报李勣。李勣一声令下，统帅大军直扑叛军。
精疲力竭的东突厥三万军队如今只剩不到八千，依托低矮的土城墙顽强抵抗着。重伤的李思摩时而清醒时而昏迷。副都护延炻利结已经绝望到要自杀的地步。突然南边杀声如雷，尘埃涨天，一个骑兵跑过来大声喊着“唐军杀过来了，唐军杀过来了。”延炻利结急忙站起身踩在马背上向南方看去，一杆大道旗上斗大的一个李字，让延炻利结激动的差点从马背上掉下来。“快快快，组织两千人，从南门向外冲，于唐军里应外合。”他大声命令道。
眼看就要把东突厥兵马赶尽杀绝的大度设也没想到唐军会来的这么快。由于不清楚唐军的数量，大度设不敢贸然突袭，命令靺鞨、奚、同罗、仆骨四部八万骑兵冲击唐军，迟滞唐军的进攻，好把自己带领的薛延陀和回纥十万人马向后撤退，拉开与唐军的距离勒兵布阵，使出撒手锏----步兵取胜战术，怪阵长十多里，想要用此对付李勣。
靺鞨、奚、同罗、仆骨四部八万骑兵先狂冲李勣所带唐军。但游牧民族这种骑兵冲击作战对早就熟悉的不能再熟悉的唐军来说，用处完全不大，唐军步兵的强弓硬弩射住阵脚，长矛、陌刀兵有条不紊的列阵以待。唐军的远中近三层攻击体系瞬间完成。彍骑与东突厥的六千骑兵守护着两翼。
飞蛾扑火般冲上来的四部八万骑兵，在还没有进入骑弓有效射程里，就被唐军的远程武器床弩、攻城弩等射出的粗如儿臂的弩矢穿糖葫芦一般射的人仰马翻，好不容易趁着床弩、攻城弩装填的空当突进一些却又被唐军强弓硬弩射杀。四部领这时候已经看出大度设在用自己的人当炮灰的意图，纷纷下令撤退。靺鞨、奚、仆骨三部向着东北方向逃散。同罗则向西逃去。靺鞨、奚、仆骨三部向东北逃亡的途中又被从云中出兵的右屯卫大将军张士贵的二万云中军半路截杀，斩一千多俘获二千多，接着又被营州都督张俭的营州军截杀一番。剩余的人马没命地窜进了白山黑水之中。后来靺鞨吞并了奚、仆骨等部落又消灭吞并了周围的小部落，於698年建立震国(后改称渤海国)，其领大祚荣於唐开元元年(713)受封为渤海郡王。置忽汗州，加授忽汗州都督。此后辖区即以渤海为号即为后世辽国的前身。
而势单力孤向西逃窜的同罗部一万八千骑军却被灵武、凉州、斛州的七万联军所截杀，全部投降。
打跑了四部骑兵的李勣面对的就剩大度设带领的六万薛延陀和四万回纥的精锐。李勣先令东突厥骑兵冲阵，大度设的步兵取胜法果然厉害，突厥兵还没靠近就被立于地上手持硬弓的大度设的兵射杀无数大败而回。
李勣又令唐军彍骑兵突击，结果大度设依然是万矢齐，唐军战马多被射死。李勣大怒，命令唐军步兵向前，拥盾执长矛以步战对步战。
此时灵武、凉州、斛州的七万联军突然出现在大度设的右翼。大度设的士气顿时一落千丈。唐军步兵拥盾遮挡住头上的箭支，已经冲到了大度设的怪阵前面，抬起手中长矛向持刀的敌军捅去。唐军矛长，敌军刀短，唐军一下子占了上风，挑杀敌军像穿糖葫芦一般。与此同时，灵武、凉州、斛州的七万联军冲击薛延陀阵中牵马者，将其战马掠夺殆尽。大度设兵败，兵士又失去战马，士兵无心再战纷纷凭借两条腿想要逃跑。李勣纵兵奋击，斩级八千多个，俘虏敌人不记其数。
大度设和回纥领吐迷度眼看大势已去各带了贴身保护自己的两千亲卫趁着唐军忙着捉俘虏的功夫，急奔白道川而去，想要翻过阴山回归漠北。
回纥领吐迷度在逃跑途中马失前蹄，摔了个头破血流。急于逃命的大度设没有等回纥的吐迷度，自己继续跑路。而吐迷度却因为这次意外，逃过一劫，拐道回了漠北。
铁勒木带二万骑军多带马匹，急行军至白道川设伏。已经等了一天时间。散出去的斥候至今没有现任何敌情。正当铁勒木开始怀疑麦仲肥的判断是否准确时，一小队斥候跑回来报告“前方有千余骑狂奔而来，请将军定夺。”
铁勒木一听，脸上都乐开花了，急忙命令所有部队集合将这千余骑一口吞掉。
一心逃跑的大度设怎么也没想到会冲进斛州军的口袋里，等他现逐渐围上来的斛州军时，知道自己已经无法回去了，果断命令下马投降。却没想到等他这千余人下马扔了武器，蹲在地上时，斛州军却没有接受他的投降，而是在铁勒木手往下一挥后，万箭齐，大度设和带领的这一千多亲卫被斛州军射成了一千多只刺猬。
收拢了战俘和马匹后的唐军分出一部分士兵押解俘虏和马匹回洛阳报捷外。李勣重新整队带领着十万部队继续追击大度设，却在白道川附近与铁勒木的两万斛州骑军汇合。在席君买的引荐下铁勒木见到了兵部尚书李勣。
李勣问铁勒木“谁让你等在此设伏的？”
“是我家刺史大人麦仲肥。”铁勒木抚胸施礼回答。
“大度设人呢？”李勣又问。
“回大人，他带着千余人想透阵逃脱，已经被我等射死。”铁勒木可不是傻子，他才不会说大度设投降后被自己射杀。
李勣的副总管薛万彻突然插嘴道“你们如何知道大度设会从这里经过？麦仲肥这一手可有越权之嫌。”
“不知道，咱只是个听命行事的军汉，上面让咱做什么咱就做什么。其他的咱不太清楚。”铁勒木开始装傻充愣地答道。
李勣看着铁勒木一笑道“你击杀大度设是大功一件，老夫会上奏陛下。你且退下吧！”
“好，谢大人！末将告退！”
铁勒木走后，李勣对满帐的将军、都督说“如今进犯的敌人全军覆没，下一步如何行止，众位可有意见？说出来老夫也好上报陛下裁决。”
薛万彻道“大军已经进到这里，不如度过阴山，把薛延陀一举铲平，令北疆再无战事。”
右卫大将军李大亮、凉州都督李袭誉点头同意，刚刚赶到的右屯卫大将军张士贵道“大人，我军路远，为了赶路粮草辎重等都在后面。如果继续进兵粮草恐怕难以为继。”
李勣点头道“不错！营州都督张俭此时应该也在路上，等他的营州兵到来，这十五万人的补给确实是个问题。”
“报大人，斛州刺史麦仲肥亲自押运粮草和牛羊前来，请大人吩咐！”门外进来个中军官禀报道。
“哦？麦刺史这倒是雪中送碳啊！快快有请！”李勣急忙说。
其他人也是很感意外，正说粮草不济，就有人送粮上门。只有席君买和萧嗣业对视一笑。他们这位麦大人可是在一年前就开始备战了，想来他应该很希望把薛延陀灭掉吧。
麦仲肥进了中军帐，躬身给上的李勣躬身施礼道“斛州刺史麦仲肥见过国公李老大人，见过众位将军。”在座的几位除了斛州将领，其他的都是老臣，不论官衔和爵位都比麦仲肥高的多。
“呵呵~仲肥不必客气。快快请坐！”李勣满面带笑地说。
“谢老大人！”麦仲肥坐到斛州军官一方。
“如今大军集结，还需要请示陛下下一步方略，粮草暂时有些紧张。仲肥你可真是雪中送炭啊！听刚才归德郎将铁勒木所说，是仲肥让他在白道川设伏，毙敌酋大度设于一役。没想到仲肥还通韬略啊？”李勣撵着已经有些花白的胡须笑着说。
“老大人谬赞！仲肥那里懂得韬略，只是感觉此獠如果安然回去，不久又会南侵，设伏白道川也不过是瞎猫碰见死耗子而已！”麦仲肥急忙谦虚道。
众人听的麦仲肥说的有趣，不由都是面带微笑。副总管薛万彻接口道“麦刺史既能于白道川设伏，必然也有对付薛延陀的方略了，不如说出来让大家一起参详一下可好？”
麦仲肥拱手答道“回薛总管，下官只是觉得应该除恶务尽。还北疆一个清平世界。”