虽然这两年运河输送的粮食大部分供给了西征军，好在东北已无战事，河北的粮食可以放心调往河南，解了燃眉之急。紧接着大唐与吐蕃的关系也有改善，文成公主的使者来到洛阳，向大唐正式通报赞普死讯，李治也顺水推舟，立刻遣使赴吐蕃参加芒松芒赞的葬礼，吐蕃又礼送战俘王孝杰归唐，遗憾的是刘审礼伤势过重已死，钦陵让其子刘易从将棺椁运回。至此大唐与吐蕃再度和解，边庭恢复平静，而没过多久又有个振奋人心的消息从千里之外传来——裴行俭擒获阿史那都支，消弭了西突厥叛乱。

原来裴行俭鉴于之前征讨吐蕃失败，不便公然对付都支，于是定下计谋，请李治任命自己为大食安抚使，打着护送波斯王泥涅师回国的幌子途径西突厥领地，伺机图之。他们一行人到达西域已是夏日，裴行俭声称天气炎热行路艰难，欲等到秋后再继续前进，阿史那都支早就听说李治册封泥涅师的消息，又见裴行俭只带着千余人，而且大半是波斯的官员，便放松了戒备。哪知裴行俭曾任安西都护，在四镇颇有名望，见时机成熟便以狩猎为名迅速召集起一支近万人的西域联军，背道而行突袭牙帐，阿史那都支、李遮匐猝不及防，双双被擒。

裴行俭凭借智谋，以极少兵力深入大漠建立奇功，不啻为李、苏定方之后又一大唐名将。事后他分兵泥涅师，请其继续前进，自己则押解都支回京，并表奏肃州（今甘肃酒泉）刺史王方翼检校安西都护，在焉耆境内修筑碎叶城（今吉尔吉斯斯坦托克马克市），宣示大唐对西域的控制。李治闻报大喜，称赞裴行俭文武双全，当即下诏晋升他为礼部尚书、检校右卫大将军，身兼两大要职。其时左卫大将军由李哲挂名担任，裴行俭实际上已成为唐军最高将领。