秦将裴行俭的军队返回后，突厥阿史那伏念又自立为可汗，佳安三年(681年)正月，突厥侵扰秦朝原、庆等州。乙亥（初五），秦武昭帝派遣右卫将军李知十等屯兵泾、庆二州以防备突厥。

突厥阿史那伏念可汗与阿史德温傅联合出兵侵扰秦朝边境。正月二十三日，秦武昭帝任命裴行俭为定襄道大总管，以右武卫将军曹怀舜、幽州都督李文为他的副手，领兵讨伐突厥。

曹怀舜与偏将窦义昭率领前军进击突厥。有人报告“阿史那伏念与阿史德温 傅在黑沙，身边只有不到二十名骑兵，可以直接去擒拿。”曹怀舜等相信这情报，于是将老弱留在瓠芦泊，率领轻锐队伍，以加倍的速度前进，到达黑沙时，连人影也没看见，人困马乏，只好领兵返回。

这时候薛延陀部落想往西投奔阿史那伏念，途中与曹怀舜军相遇，投降了曹军。曹怀舜等领兵缓慢地往回走，到长城北边，与阿史德温 傅相遇，经过小规模战斗，各自撤退；至横水，与阿史那伏念相遇，曹怀舜、窦义昭与李文及偏将刘敬同四军组合成方阵，且战且行。经过一天后，阿史那伏念趁顺风进击秦军，秦军大乱，曹怀舜等收集被打散的士卒，收聚金帛贿赂阿史那伏念，同他议和，杀牛订盟。阿史那伏念北撤，曹怀舜等才得以返回。

闰七月，裴行俭驻军于代州的陉口，多用反间策略，因此阿史那伏念与阿史德温傅日渐互相猜疑。阿史那伏念留妻子儿女和辎重于金牙山，率轻骑兵袭击曹怀舜。裴行俭派遣副将何迦密从通漠道，程务挺从石地道，突然袭取金牙山。阿史那伏念与曹怀舜讲和后返回，到达金牙山，已失去妻子儿女和辎重，士卒又多患传染病，便领兵北走细沙。裴行俭又派副总管刘敬同、程务挺等率领单于府兵追踪他。阿史那伏念请求捉拿阿史德温傅向秦朝报效，但还犹豫不决，又自以为道路遥远，秦兵一定不能赶上，于是不加防备。刘敬同等率军一到，阿史那伏念十分狼狈，不能集合队伍，于是捉拿阿史德温傅，从小路前去裴行俭处投降。侦察骑兵报告说，尘埃冲天而来，将士都震惊，裴行俭说：“这是阿史那伏念捉拿阿史德温傅来投降，不是其他盗贼。但接受投降如同应付敌人，不可以没有防备。”于是命令严加防备，只派遣一名使者到前边迎接慰劳他们。过不多久，阿史那伏念果然率领酋长捆绑着阿史德温傅到军营前请罪。于是裴行俭全部平定突厥余党 ，把阿史那伏念、阿史德温傅带回京师长安。