赵元恺的勇猛，激发了己方兵士们的斗志和信心，越战越勇；同样也打击了敌方兵士们的信心，越看越无心战斗。副将任雅相和婆闰等人，紧跟赵元恺的步伐，指挥兵士拼尽全力厮杀。
这一战，共斩杀突厥人马数万，杀其大酋都搭达干等二百人，突厥军崩溃。
赵元恺原本答应苏定方交由对方全权指挥，但此刻因为苏定方的受伤，赵元恺又不得不接过来亲自指挥。
次日，苏定方率领大军赶到，与赵元恺会合。苏定方连连告罪，说自己有负赵元恺信任，赵元恺连声安抚。
赵元恺大力整军，继续进兵，将战线向西延伸。还没有攻打，胡禄屋等五弩失毕举众来降。
贺鲁独自与处木昆屈律啜率数百骑则继续向西逃走。余下的五咄陆部听闻沙钵罗可汗兵败，也分别奔往南道降于步真。
赵元恺和苏定方商量后，命令副将萧嗣业、婆润率各部赶赴邪罗斯川（今伊犁河西）继续追击败兵，赵元恺自己则与任雅相率领新近投降的部众拦截西突厥军后路。苏定方则继续率领剩余兵士在后面接应，顺便养伤。其实他自己都感觉羞愧，几次请求欲带伤战斗，都被赵元恺拒绝了。赵元恺说等苏定方伤好以后，有他打的仗，根本无需心急。
贺鲁继续逃跑，赵元恺则继续追击，奈何天公不作美。适逢天降大雪，积雪“平地二尺”，部将们意见很大，纷纷请求稍事休息，等天好了，雪化了，再继续追击。赵元恺说：“敌人依恃大雪，以为我军不能前进，必休整兵马，现进军趁其不备则可以追赶上，如果迟缓放纵让他们远逃而去，那就不能擒获了！”于是领兵踏雪进发，昼夜兼程，沿途所过地区收取其逃散的人口牲畜，至双河长驱直入。
在距离贺鲁驻地一百里时，赵元恺下令摆好阵势前进，逼近金牙山（今吉尔吉斯斯坦托克马克以西），趁贺鲁狩猎时没有防备，纵兵进击，击败贺鲁的部属数万人。
时间很快，转眼已经征战了半年多时间。赵元恺率领的唐军一路凯歌高奏，直接打的贺鲁各部没有了脾气，抵抗不了多久，便纷纷投降。有的直接不抵抗，只要赵元恺的大军到了，就直接投降。
赵元恺对这些投降的部落及首领进行了妥善的安抚，并从投降的兵众里，调派兵源，整合军队。所有走过的地方，都进行了整治，保证每一寸土地都控制在大唐的手中。
贺鲁率其残部则继续拼命逃亡，只恨爹娘少生了两条腿。眼看着天从冷变热，现在又从热变冷，赵元恺有些着急了。
赵元恺率少量轻骑精兵在前面穷追不舍，苏定方和几名副将则分成几队，全面铺开，紧跟着在赵元恺后面向前推进。
赵元恺追至碎叶水（今吉尔吉斯和哈萨克境内楚河），终于将贺鲁及其残部全部包围。贺鲁想要做最后的反抗，赵元恺让这近一万精骑兵围而不杀，除非对方靠近反抗。
贺鲁在残部的围拢保护下，万分警惕，与赵元恺对峙，想要做最后的挣扎。赵元恺告诉贺鲁，他已经没有退路了，束手投降，不要连累更多的兵士为他枉送性命。
要说这贺鲁也算是一代枭雄，听到赵元恺的喊话，知道今日插翅难逃，根本没有路可走了。在得到自己投降，他的部下便无性命之忧的承诺后，就命令所有手下放下武器投降了。其实对于贺鲁最后剩下的这点兵马，不要说赵元恺率领了一万精骑兵，就算他自己，也可以轻松拿下。但赵元恺一是答应过家人不能单独涉险，二是为了练兵，这才一直带兵追逐。
听到贺鲁全军覆没，沙钵罗可汗仅率其子咥运、婿阎啜等十余骑连夜逃往石国（今乌兹别克斯坦首都塔什干一带）西北的苏咄城，被赵元恺提前安排的城主伊沮达官诱捕，赵元恺命萧嗣业领兵前去将众人带回。
至此本次西征以赵元恺率领的唐军胜利全部结束。再说西突厥灭亡后，原臣服于西突厥的中亚诸国纷纷降附，整个西域置于唐朝的掌控之下。唐依两厢分治的策略，分别设置蒙池都护府（今中亚楚河以西至咸海一带）和昆陵都护府（今中亚楚河以东至新疆北部地区），并将西突厥“其所役属诸国皆置州府”。当然这是后话，此处不表。
唐军此次征伐西突厥，收西突厥人畜前后共计约四十多万。
息兵后，赵元恺做出计划和命令。令西突厥诸部各自回到原来居住的地方。并让兵众开通道路、设置邮驿、掩埋尸骨，慰问百姓疾苦，划定部落地界，恢复畜牧业生产。凡被沙钵罗可汗掳掠的财物、牲畜等，全部归还原主，十姓部落像原来一样相安无事。并将安西都
