洛仁杀梁师都,举城投降,唐以其地置夏州,唐军击灭梁师都,占领朔方重镇,为反击突厥准备了前进基地,柴绍转左卫大将军,又为华州刺史。
突厥军进扰河西,唐太宗诏命各路军马反击突厥,并州都督李积为通汉道行军总管,兵部尚书李靖为定襄道行军总管,任城王李道宗为大同道行军总管,检校幽州都督卫孝杰为恒安道行军总管,灵州大都督薛万彻为畅武道行军总管,柴绍则为金河道行军总管,与上述五路共同出击。唐军共计十余万,皆受李靖节度,最终灭了掉东突厥,柴绍加镇军大将军,行右骁卫大将军,改封谯国公。
柴绍病重,唐太宗亲自前去探望,不久柴绍去世,赠荆州大都督,谥号襄。唐太宗命画二十四功臣图于凌烟阁,皆真人大小,柴绍名列凌烟阁二十四功臣第十四名。
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