光大三十二年（598年）。
四月十五。
帝入洛陽，令發幽、恒、定、冀、營五州百姓六十萬，驢、車二十萬為北伐大軍運軍糧。
詔朔方、恒州、幽州、營州精銳步騎十二萬，悉集安北，以程文季為鎮衛將軍，總北討諸軍事，以楊素為車騎將軍副之。
四月十八。
宣威經略大使蕭摩訶引兵六千救宣德城（今呼倫貝爾），過吐紇山（大興安嶺），突厥貪汗可汗偵知，攜其大眾來擊。
時蕭摩訶老邁，難為突陣之事，幸其麾下有騎將名陳智深者，甚驍勇，蕭摩訶乃遣陳智深引精騎八百，先擊貪汗。
陳智深與士卒奮戰，頻破突厥小陣，然貪汗亦在陣，親督左右騎卒數萬，突厥不敢退，且漸漸聚而攻之，陳智深寡不敵眾，以三百騎還。
蕭摩訶以突厥勢大，引軍還守吐紇山。
四月二十五。
突厥不善為攻城之事，困宣德城二月，數攻城，宣威經略副使薛世雄指揮士卒從容應之，突厥皆無功。
其日，蕭摩訶遣陳智深引百余騎護其子蕭世廉乘隙入城，告城中援軍已至，城中之人士氣大振，城防益固。
四月三十。
帝自洛陽至恒州，為眾軍督糧運之事。
初，帝既志欲平定漠北，命戶部、兵部算其糧草、用兵數目。
于是定北討之事，凡用精兵十二萬，轉輸極處三千里（1200公里），慮將用兵一歲，征人驢車馬八十萬，總用糧一千二百萬石。
用兵之初，恒州已先聚糧二百萬石，幽州已先聚糧四百萬石，其余之糧，則自運河、海上由舟船集于幽州，而后陸運于邊塞。
其陸上運糧之法，大抵大軍前行，每六十里（24公里）則筑一土圍，土圍中鑿池掘井以備水源，又修倉儲、兵站以護存糧米。
每日人馬車驢往來于相鄰兩土圍間，運后一圍之糧米入前圍。
是法既行，北討諸軍，雖兵行于中原三千里外，而糧米不絕矣，故諸將得以從容用兵，百戰百勝。
五月初十。
鎮衛將軍程文季以安北城中糧米已集二十萬石，稍足進軍之用，乃留楊素于城中待后軍，自引精騎五萬，先出漠北。
五月十八。
貪汗可汗圍宣德城數十日，不能克其城，聞陳軍大集漠南，恐后方有失，乃引其眾沿完水河谷（今克魯倫河）游牧而西歸。
時貪汗麾下，有控弦八萬余騎。
五月二十。
楊素留兵萬余守安北城，引步騎六萬，北渡沙漠，徑向突厥牙帳而去。
五月二十三。
初，帝遣程文季經略北方，程文季廣募諜人于突厥中，故貪汗方東還，即有人報其訊于陳。
時程文季方領眾軍行至漠北，得此消息，乃與諸將相商議，諸將皆以為當趁此時機擊破貪汗，不可縱貪汗西歸。
程文季乃從眾人之議，引兵急驅完水河谷。
五月二十五。
貪汗既解宣德之圍西歸，薛世雄與蕭摩訶合兵銜尾追之，貪汗怒，聚兵三萬逆擊陳軍于俱倫湖畔（今呼倫湖）。
蕭摩訶、薛世雄用古法，臨湖布卻月陣以抗之，貪汗不能破，折二千余騎，憤然而去。
蕭摩訶、薛世雄雖破貪汗，以軍糧不足，亦不敢復追。
六月初二。
程文季引軍至于完水河谷，而貪汗尚未至。
程文季于是分遣龍騎將軍來護兒、仁威將軍周法尚各引萬余騎匿于谷外，自引二萬余騎居谷中，以誘貪汗來攻。
六月初六。
貪汗西歸，聞程文季扼其要路，又聞程文季兵少，乃欲引大軍與之會戰。
或有突厥貴人曾歷安北城之戰者，大言“陳軍滿萬不可敵”，極言不可會戰。
安北城之戰時，貪汗尚幼，未曾經歷，以為貴人之言沮眾，乃命左右斬之。
六月初七。
貪汗悉出其眾，擊程文季于完水西南河谷之中（今溫都爾汗）。
臨戰，程文季令眾軍于完水南北結大小數陣，又令突厥兵來，則諸軍惟遠放箭弩射之，并不與其搏戰，若突厥兵迫近軍陣，則諸軍向河谷西南次第而退。
自辰時至于午時，陳軍西退十余里，突厥皆以為陳軍不復當年之勇，將驕兵傲，頗加輕視之。
忽然，陳軍陣后，有煙火數十上百一時俱發，突厥人不知煙火為何物，見煙花綻于空中，皆以為神異。
時周法尚、來護兒匿于南北山谷，見程文季燃煙火，知時機已至，乃引麾下騎卒南北俱出，程文季亦引兵逆擊。
時突厥兵已臨陣半日，又為酷日所烤，皆疲憊，故陳軍新銳之兵來擊，突厥雖力戰，終不能敵。
是日，陳軍大破突厥于完水河谷，俘斬突厥五萬余騎，獲其羊馬數十萬。
貪汗可汗與左右萬余騎西逃，程文季遣周法尚、來護兒率精騎三萬追之。
程文季知帝有經略漠北之意，乃命士卒筑城池于破突厥處，稱靖北城（今溫都爾汗），并自引余眾居其城，以鎮是役所得之突厥降人數萬。
六月十五。
貪汗可汗與其殘部于獨洛水（今土拉河）為陳軍所追及，兩軍戰于獨洛水谷地（今烏蘭巴托東），貪汗復為陳軍所破。
明威將軍魚俱羅擒貪汗于陣，突厥部眾大潰，降者無數。
六月十八。
楊素破突厥小可汗泥利數萬騎于突厥牙帳之東，獲其羊馬十數萬匹。
泥利西遁，楊素分遣輕車將軍李靖、鎮朔將軍張須陀引精銳萬騎追之。
六月二十二。
帝在恒州聞漠北捷報，知貪汗可汗成擒，大悅，晉程文季為食一萬三千戶重安王，命置漠北經略府于靖北城，使程文季兼漠北經略大使。
七月。
陳將李靖追突厥泥利可汗，數破之，而每為泥利所遁，李靖深恨之，追其千余里，尤未止。
時貪汗既被擒，突厥貴人推泥利為大可汗，泥利以為只須多為逃遁之計，待無糧，陳軍自退。
孰料李靖之志甚堅，竟宰馬煮革為糧以追之，終于擒泥利于婆陵水畔（今色楞格河）。
突厥遂亡。
八月。
帝欲控扼漠北，乃分突厥降人及漠北舊從突厥諸番部于突厥舊境置十七宣撫司，九十三安撫司，并使漠北經略府為諸土司勘定牧場疆界，以分而弱之。
復使楊素筑寧朔城（今哈拉和林）于舊時突厥大可汗屬地于斤都山之東。
使來護兒筑定遠城（今烏蘭巴托）于獨洛水畔。
九月。
以漠北經略府轄下之四宣撫司，二十一安撫司分屬恒州、幽州、朔方。
使張須陀筑定漠城（今達蘭扎德嘎德）屬朔方經略府，周法尚筑開平城（今賽音山達）屬恒州。
十月。
帝令在北諸軍留其精銳步騎五萬屯守漠北五城，余部皆班師。
又慮突厥余部或為亂，乃遷漠北突厥精壯三萬于漠南，一萬于嶺北宣慰使，使朔方、宣威二經略府，恒、幽二州安置并監視之。
十一月。
帝去楊素幽、營二州都督之職，改任其為朔方經略大使，使程文季兼幽、恒二州都督。
是月，帝見漠北新封諸土司于恒州，并宴南還將士，大賞功勛。
十二月。
帝東巡幽州，勞為征突厥所發百姓。
時因漠北絕遠，帝駐兵于是，雖不過數萬之眾，而每月仍須自幽州起運糧米五十萬石，方足軍需，其在途轉輸之役夫亦至二十余萬。
群臣或以民力虛耗，勸帝罷漠北戍守，帝以為漠北人心未附，戍守絕不可棄，惟多賜在北諸軍及在途之役夫冬衣錢糧以勞之而已。
突厥貪汗、泥利二可汗入南土，帝以為突厥不臣，其罪在先，不可處之過榮，僅以違命伯、開平子之爵授之。