西突厥那史那都支,表面上接受唐朝册封，暗中和吐蕃勾结，继续侵占已大为缩小的安西都护府属地。
朝廷让群臣商议发兵征讨，没有形成一致决定。
这时裴行俭又被朝廷起用，提升为吏部侍郎。
他奋然向高宗李治说：
“现在吐蕃还很强盛，李敬玄刚刚失利，刘审礼搭上了性命，怎么再发动大规模战争？
如今波斯（今伊朗）国王已死，继承王位的应该是是泥涅斯，他在长安当人质。为什么不派使者送还他的祖国？
送他时正好路过西突厥地盘，可以找机会消灭反叛的胡虏。
或许不用我国出动大军就能平定他们呢！”
高宗李治准奏，即令唐行俭为使者送还波斯王子。
波斯在西突厥西南，汉朝它还是强国，到南北朝时，国势逐渐衰落。突厥兴起，曾经侵略波斯。
波斯东边担心突厥，西部被大食进逼，几乎不能生存。
幸亏突厥被唐消灭，波斯东边稍微缓和，只是西边仍防备大食国侵略。
波斯派使者向唐朝进贡，寻求唐朝保护。唐朝顾不上他们，只是敷衍应付。
随后波斯国王伊嗣俟，被大食国追杀，逃到突火罗国，死在了吐火罗。
他的儿子卑路斯，随父亲一起出逃避难，由吐火罗派兵送回。
大食国队暂时退出波斯，始终不肯罢休。卑路斯走投无路，只得向唐朝廷求援。
高宗李治派使者赶往波斯,设置州县,以疾陵（今伊朗锡斯坦——俾路支省东北）为都督府，授卑路斯为都督。
卑路斯派儿子泥涅斯入侍唐朝廷。
调露元年，卑路斯死了，泥涅斯需要回国继承都督位，于是裴行俭打算以送归泥涅斯为掩护，前去袭击西突厥。
既已奉诏出行，裴行俭奏请李治命肃州刺史王方翼为副使。
裴行俭的西行队伍穿越莫贺延碛沙漠（今新疆哈密东南）时，突然刮起狂风，顿时天昏地暗，飞沙走石。
沙子打在脸上生生作疼，白天突然变得如同夜晚一样黑暗，马吓得趴在地上不走了。
向导本人也迷了路。将士们又渴又饿走不动了。
裴行俭命令就地宿营休息，自己亲自举行祭祀。
裴行俭念念有词，旁边的人听不懂他对神灵说了啥。祭祀完毕，裴行俭传令全军说：
“请大家安心，水泉就在附近。”
将士们稍微心安，对附近有泉水将信将疑。茫茫沙漠腹地，怎么可能呢？
说也奇怪，沙漠里很快又尘散风停，重现蓝天白云。
唐军开始西行，向前走了几百步，果然发现水泉清甜，草木繁茂。这里可以吃饭喝水休整，可以饮马放马。
大家都感到惊异，不知道是到了什么地方。
裴行俭对属下说：
“跟着我走，不会迷路。”
走到西州，正是盛夏酷暑，走在路上烈日晒得头顶冒汗。
裴行俭就让军队扬言：
“秋风凉了再行进。”
阿史那都支害怕唐军袭击，派人侦察情况，查清这支唐军队伍是由朝臣裴行俭率领，送波斯国王子去波斯上任的。
而且他们是天凉才出行，阿史那都支心情放松，不再戒备。
裴行俭召安西四镇酋长及附近部众，假装认真地对他们说：
“我平生最喜欢外出打猎，如今正趁着空闲，出去打猎逛上一圈，请问谁愿意跟我去？”
胡人本是放牧游猎为生，听他这样说，所有酋长们的儿子及在场部众，无不欢呼着说：
“我们都愿意去！”
裴行俭又说：
“你们既然愿意一起去，别怕路途遥远。并且应该听我指挥、受我约束。”
众人齐声说：“我们不怕远！我们听指挥！”
裴行俭挑选几千人，组成打猎队伍，再带上唐军骑兵三千，让他们不停地前行。他嘱咐打猎队伍说：
“不能三心二意回头看，不能中途想回去”。
众人兴致很高，齐声回答：“诺！”
走到阿史那都支的庐帐附近，只隔十里左右，裴行俭选派阿史那都支熟识的人当使者去向他问侯。
使者说：
“都督，朝廷西域大使、吏部侍郎裴大人派我前来向你问好！”
阿史那都支突然见到唐朝任者，大为惊慌。
他又一想使者语气平和友好，没有指责他的意思，认定唐朝廷不是来为难他，他们只是打猎路过。
朝廷官员路过自己的属地，地方官当然要做礼节性的迎接拜见。
于是阿史那都支领着属下兵士五百人，赶去拜见裴行俭。
斐行俭见到阿史那都支说：
“我出使西域，从都督属地路过哩！今天我们是打猎路过此地。”
阿史那都支拱手施礼说：
“裴大人到此，未能远迎。失敬！失敬！”
裴行俭暗中早已安排伏兵等待，他见阿史那都支的人全部入营，喊了一声：
“行动起来！”
唐军伏兵一起冲了出来，当即把阿史那都支拿住。五百番兵也被捉住，一个也没有逃脱。
阿史那都支着急地喊：
“裴大人！我无罪！”
裴行俭厉声喝道：
“你既受朝廷册封，身为朝廷命官，阳奉阴违，暗中勾结吐蕃，吃里扒外。
你充当内奸，引导吐蕃蚕食大唐疆土，最大恶极！你还敢喊无罪？”
阿史那都支的副帅李遮匐，正在领兵戍守西境。
裴行俭亲率轻骑兵，奔袭掩杀进去，李遮匐猝不及防，只好扔了兵器投降。
裴行俭抓住两个私通吐蕃叛唐贼首，大功告成。便令泥涅斯自己回国，令王方翼领兵驻守安西,修筑碎叶城，刻石记功。
裴行俭领兵押着二个叛唐贼首回长安,进朝廷献俘。
高宗李治在宫殿设酒宴招待裴行俭，当面嘉奖他说：
“你领一支孤军，深入胡地万里，兵器不用沾染血迹，活捉胡夷反叛头领，真算得上文武兼备了。”
李治加授裴行俭礼部尚书、检校右卫大将军。
阿史那都支，李遮匐等被关押，死在狱中。
随后李治又命裴行俭为定襄道大总管,前往讨伐东突厥。
东突厥被灭国后，曾派残余部众三百帐篷到云中城。
由阿史德氏为首领，后来他们生儿育女，人口增加，朝廷决定迁徙瀚海都护到云中，改为云中部护。
阿史德氏进朝廷对李治当面请求按照突厥风俗，立突厥首领为可汗，统一管辖部落民众。
李治说：
“如今称可汗，就是古代的“单于”，可以改云中府为单于大都护府。”
阿史德氏得到准许，高兴得欢呼雀跃而去。
从此多年没有叛唐。
当裴行俭出使波斯时，单于府忽生叛乱。
阿史德氏擅自立阿史那泥熟匐为可汗，反叛唐廷。塞北二十四州酋长，一起响应。