，恢复双方互派人员学习和任职，开放边境和通商口岸，加强经贸、物资、人员和军事等往来。唐朝的一些列操作，使中国内外的突厥势力非常满意。
但是，突厥人非常担心李渊的继承人出现杨广那样的“反骨仔”，因此，他们派奸细长期观察李渊几个儿子言行，最终他们认为，在李渊儿子中，李元吉是大儿子，是李渊指定的继承人，他长期跟随在李渊身边，虽然名誉上是唐军统帅，但是没有带边战争经验，此人心胸狭窄，嫉妒李渊其他儿子的才干和战功，他还经常跟李渊抱怨唐朝给突厥的金钱、物资和好处太多，担心唐朝走隋朝的老路；李世民是李渊的二儿子，李世民文武双全、战功辉煌、品德高尚，在军队和人民中具有很高威望，长期被太子李元吉嫉妒和打压，因此他想交出兵权，去他的封地归隐山林。
突厥人获得这些情报后，他们联络李世民，跟他讲明他处境和厉害，并与李世民一起策划和实施了玄武门事变，李世民根据突厥人的剧本击杀李元吉及其同党，控制李渊和朝廷，废除李渊，李世民登基为唐太宗皇帝。
李世民是一个冷静敏锐、心思缜密的人，是一个具有雄才大志的伟人，他出身突厥贵族家庭，他深知突厥统治阶级的贪婪和阴险歹毒，他认为自己做突厥人的傀儡，早晚要死在突厥人的手里。现在自己已经是中国——一个伟大国家的皇帝，他要开创一番伟业，开创一个太平盛世，因此他必须摆脱突厥人对自己命运的设计和控制，与突厥人一刀两断，展开生死大决战！
进行一系列周密的准备后，李世民突然以李渊余党谋反为由，在朝廷和军队中大开杀戒，清除突厥的安插、线人和间谍。同时，命令悄悄潜伏在各地突厥军营附近唐军，同时向突厥军发起猛攻，一时间中国关中地区、西北边境、北方边境均爆发唐军对突厥军的战争，突厥军没有料到唐军会对他们发起战争，由于没有任何战争准备，大部分突厥军被唐军消灭，剩余突厥军要么投降，要么逃亡突厥人老巢中亚地区。
唐军乘胜追击逃跑突厥军，并清扫河西、新疆、中亚东北部、中国北方草原等地区的突厥残余势力后，唐朝在新疆与中亚河间地区交汇处设立安西都护府，从唐太宗贞观十四年（640年）起，到唐宪宗元和三年（808年）止，共存在约