显庆二年丁巳（公元657年）
春季正月癸巳日，分割哥逻禄部设置阴山、大漠二都督府。
闰月壬寅日，皇帝前往洛阳。
庚戌日，任命右屯卫将军苏定方为伊丽道行军总管，率领燕然都护渭南人任雅相、副都护萧嗣业，征发回纥等部落的军队，从北道讨伐西突厥沙钵罗可汗。萧嗣业是萧钜的儿子。
起初，右卫大将军阿史那弥射和他的族兄左屯卫大将军阿史那步真，都是西突厥酋长，太宗时期率领部众前来投降；到这时，皇帝下诏任命阿史那弥射、阿史那步真为流沙安抚大使，从南道招集西突厥旧部。
二月辛酉日，皇帝抵达洛阳宫。
庚午日，册立皇子李显为周王。壬申日，改封雍王李素节为郇王。
三月甲辰日，任命潭州都督褚遂良为桂州都督。
癸丑日，任命李义府兼任中书令。
夏季五月丙申日，皇帝前往明德宫避暑。皇帝自即位以来，每天处理朝政；庚子日，宰相上奏称天下太平无事，请求改为隔日处理朝政；皇帝批准了。
秋季七月丁亥朔日，皇帝返回洛阳宫。
王玄策打败天竺时，俘获方士那罗迩娑婆寐带回唐朝，他自称有长生不老之术。太宗颇为相信他，对他礼遇优厚，让他炼制长生药。派遣使者前往各地寻求奇药异石，又派人前往婆罗门各国采药。他的话大多荒诞不实，只是想拖延时间，药最终没有炼成，于是将他遣送回国。皇帝即位后，他再次来到长安，皇帝又派人把他送走。当时王玄策担任道王友，辛亥日，上奏说：“这个婆罗门确实能炼制长生药，他自己保证一定能成功，如今遣送他回去，实在可惜。”王玄策退下后，皇帝对侍臣说：“自古以来哪里有神仙！秦始皇、汉武帝寻求神仙，使百姓疲惫不堪，最终一无所成。如果真有不死之人，现在都在哪里呢！”
李积回答说：“确实如陛下所言。这个婆罗门如今再次前来，容貌头发都已衰老花白，和之前大不一样，怎么能长生不老呢！陛下遣送他回去，朝廷内外都会高兴。”那罗迩娑婆寐最终死在了长安。
许敬宗、李义府迎合皇后的旨意，诬告上奏侍中韩瑗、中书令来济与褚遂良暗中图谋不轨，称桂州是军事要地，任命褚遂良为桂州都督，是想让他作为外援。八月丁卯日，韩瑗因罪被贬为振州刺史，来济被贬为台州刺史，终身不许入朝觐见。又将褚遂良贬为爱州刺史，荣州刺史柳奭贬为象州刺史。
褚遂良抵达爱州后，上奏表为自己辩解：“从前濮王李泰与李承乾争夺太子之位时，臣不顾生死，一心归附陛下。当时岑文本、刘洎上奏称‘李承乾的罪状已经显露，他身在别处，东宫不可片刻空缺，请暂且派濮王前往东宫居住。’臣又直言极力反对，这些都是陛下亲眼所见。最终臣与长孙无忌等四人共同定下拥立陛下的大计。到先帝病危时，只有臣与长孙无忌一同接受遗诏。陛下在守丧期间，悲痛万分，臣以国家大义宽慰陛下，陛下曾亲手抱住臣的脖颈。臣与长孙无忌处理各项事务，毫无遗漏，数日之内，朝野安定。臣能力微薄却责任重大，行事难免犯错，如今已是风烛残年，恳请陛下怜悯。”奏表呈上后，皇帝没有理会。
己巳日，礼官上奏：“四郊迎接节气时，保留太微五帝的祭祀；南郊明堂祭祀时，废除纬书所记载的六天之说。方丘祭祀地神之外，另设有神州祭祀，请求合并为一次祭祀。”皇帝批准了。
辛未日，任命礼部尚书许敬宗为侍中，兼度支尚书杜正伦为兼中书令。
冬季十月戊戌日，皇帝前往许州。乙巳日，在滍水南岸打猎。壬子日，抵达祀水弯曲处。十二月乙卯朔日，皇帝返回洛阳宫。
苏定方进攻西突厥沙钵罗可汗，抵达金山以北，先攻打处木昆部，大败该部，其酋长懒独禄等人率领一万多帐前来投降，苏定方安抚他们，并征调其中一千名骑兵一同进军。
右领军郎将薛仁贵上奏说：“泥孰部向来不服从贺鲁，被贺鲁打败后，妻子儿女都被俘虏。如今唐军攻破贺鲁各部时，若俘获了泥孰部的妻子儿女，应当归还他们，并加以赏赐，让他们清楚知道贺鲁是叛贼而大唐是他们的父母之邦，这样他们就会拼死效力，不遗余力。”皇帝采纳了他的建议。泥孰部大喜，请求随军共同攻打贺鲁。
苏定方抵达曳哸河西岸时，沙钵罗率领十姓部落的军队近十万人前来抵抗。苏定方率领唐军及回纥军一万余人迎击。沙钵罗轻视苏定方兵力稀少，径直进军包围唐军。苏定方命令步兵占据南岸高地，密集排列长矛向外防御，自己率领骑兵在北岸列阵。沙钵罗先攻打步兵阵地，三次冲锋都未能攻破，苏定方率领骑兵发起反击，沙钵罗大败，苏定方追击三十里，杀敌俘获数万人；第二天，整顿军队继续前进。于是胡禄屋等五弩失毕部落全部前来投降，沙钵罗仅与处木昆屈律啜率领数百名骑兵向西逃窜。当时阿史那步真从南路进军，五咄陆部落得知沙钵罗战败，都前往阿史那步真处投降。苏定方于是命令萧嗣业、回纥首领婆闰率领胡兵奔赴邪罗斯川，追击沙钵罗，自己与任雅相率领新归附的部众随后跟进。恰逢天降大雪，积雪达二尺深，军中众人都请求等天晴后再进军，苏定方说：“敌人依仗雪深，认为我们无法前进，必定会让士兵马匹休息。迅速追击就能赶上，若拖延时日，他们就会逃得更远，再也追不上了，节省时间、事半功倍，就在此时！”于是踏雪日夜兼程，沿途收编西突厥部落，抵达双河时，与阿史那弥射、阿史那步真的军队会合，距离沙钵罗的营地还有二百里，大军列阵长驱直入，径直抵达沙钵罗的牙帐。沙钵罗正与部下打猎，苏定方乘其不备，下令军队发起攻击，杀敌俘获数万人，缴获了他的战鼓和旗帜，沙钵罗与儿子咥运、女婿阎啜等人逃脱，逃往石国。苏定方于是停止进军，让各部返回自己的居所，开通道路，设置驿站，掩埋骸骨，慰问疾苦，划分疆界，恢复生产，凡是被沙钵罗掠夺的财物，全部搜括归还，十姓部落恢复了往日的安定。苏定方命令萧嗣业率军继续追击沙钵罗，自己则率领大军返回。
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