师徒两只老狐狸定计后，就由李靖连夜率兵先行，李世勣随后领着主力跟进。之后的事，笔者在李靖一文中交待过，就不再多说了。颉利受到攻击后，本想越过沙漠远遁，结果被早就算准突厥逃跑路线的李世勣堵个正着。颉利走逃无路之下，被唐将张宝相擒住。李世勣则在逼降突厥诸部后，率领由五万多突厥族人组成的俘虏大军凯旋长安。为祸北境百年的突厥受此重创，再也无力威压大唐了。
公元633年，李世民以晋王李治遥领并州大都督，金紫光禄大夫李世勣任长史，具体处理并州军政事务。期间因为李盖病逝离职，还未及完成丁忧，就被朝廷夺情起复。公元637年，李世勣进位英国公，世袭蕲州刺史（这同样是个挂名，不用到任），李世勣的主要工作还是并州大都督府长史并遥领太子左卫率。这么做的目的，主要是李世民开始为太子量身打造班底，军政双优、智谋出众又正当壮年的李世勣自然是太子府的热门人选。
不过，李世勣深知皇家的水太深，能不蹚还是不蹚为妙。他的主要工作是在并州，反正左卫率也是遥领，不用到任。正因为李世勣能够安心在并州十六年如一日的工作，所以在当地做到了令行禁止，构筑起北境安全的坚强屏障。李世民对李世勣的工作非常满意，不止一次对侍臣说：“隋炀帝不知道选贤任能，只是一味地修长城防备突厥，可是突厥越防越强。而今，联只要把李世勣放在并州，凭着他的威名，就可让突厥远遁、边河宁定，难道不是胜过修筑长城百倍吗？”
征辽平薛的急先锋
公元641年十一月，在外打工多年的李世勣终于被征调入朝执掌兵部。可是，还没来得及坐进官衙，就遇上继突厥兴起的薛延陀可汗派其子大度设联合一大拨草原部族，进犯已经变成乖乖宝的突厥新汗阿史那思摩（突厥的王姓为阿史那），思摩不敌，只好率众越过长城，退到朔州，并遣使向唐廷告急。
对于思摩的告急，李世民给予了高度重视，当下就命营州都督张俭率部兵出薛延陀东境，牵制其南下步伐，同时命李世勣为朔州道行军总管，率军六万与灵州道、凉州道的兵马分头御敌。说到这儿，也许读者大大会说，对付草原民族为何总要分道出击？这其实是农耕民族面对游牧民族时的最大无奈。毕竟在冷兵器时代，战马是最重要的战略资源，游牧民族可以凭借来去如风的战马四处袭扰，搞得农耕民族防不胜防，很难集中兵力聚歼敌人。为了抵消游牧民族的战争优势，农耕民族也只好在宽大的战场上分道出击，尽量寻找敌人主力决战。
大度设见思摩跑了岂肯放过，立刻率领三万骑兵誓要追击到底。思摩走投无路之际，幸好遇上了李世勣率领的唐军。作为在并州苦守十六年的大唐宿将，好不容易捞到大度设这么一头肥羊，自然不会轻易放过。一番精心的修理过后，大度设不大度了，为了不变成唐朝宫廷豢养的御用高级舞男，大度设转头就向北逃跑。李世勣顾不上和思摩共话别情，就从唐军和突厥人中凑出六千骑兵，穿越直道和白道，疯狂追击大度设。大度设没想到唐军追得那么卖力，只好在诺真水（在今内蒙古乌兰察布）勒兵再战。
被逼入绝境且有大量族人加入的薛军激发出了昂扬的战意，居然打得昔日的草原霸主突厥一个劲儿的后退。大度设自以为得计，就乘胜追击，顺带着射*了不少唐军的战马。见到战局不利的李世勣，索性命令唐军骑兵一律下马，手持长槊向前直冲。下马的唐军战力激增，在李世勣的靠前指挥下，大破薛军，斩首三千余级。其他的薛延陀人见唐军如同传说中那般骁勇，哪里还敢再战，自觉地走入战俘营中，只是大度设又一次不大度地独自逃走了。
李世勣带着五万余薛延陀人和一万五千匹战马回师定襄后，又与州里的府兵一起夹击了趁乱造反的突厥思结部，再次收获了不少战利品。李世民对此战很满意，当即封李世勣的一个儿子为县公。
此后几年，唐朝的辽阔边疆消停了一些。李世民却在公元643年迎来了一场最难以忍受的未遂政变，他苦心栽培的太子李承乾居然企图谋反，逼老爹提前禅位。真是有样学样，李世民开创了玄武门之变的先例，此后的大唐皇室再也不能防止父子兄弟相残的悲剧重复上演。
伤心与愤怒让天可汗忍无可忍，他下令由李世勣等重臣组成专案组审理此案。李世民的内心在经过一番天人缠斗之后，与李世勣等商定改立晋王李治为太子。
这是对李世勣非常有利的决定。因为李世勣长期担任李治的长史，虽然两人只是名义上的上下级，但一向重情重义且处事圆滑的李世勣完全可以借此与少不更事的李治搞好关系。李世民在确定李治作为继承人后，也刻意让两人拉近关系，如他就曾对李世勣不无歉意地说：“治儿刚当上太子，卿本是他的长史，一向处得不错。今后，他宫中的事也请你多关照！只是让你担任太子詹事兼左卫率，总觉得有些委屈了你的资历，希望你不要见怪啊！”其实此时的李世勣也不算太委屈，除了太子府的总管詹事和保镖卫率外，他还是特进、同中书门下三品，也是政事堂中的宰执。在现任皇帝和未来皇帝眼中都是宝的李世勣可谓炙手可热。
此时，与李世民一起风风火火闯九州的功臣宿将大多凋零或不愿管事，只有李世勣老当益壮，且任事能干，李世民想不拉拢都不行。
一次，李世勣突发急病，有偏方说要龙须作引方可治愈。李世民当即就剪下自己的胡须充作龙须为其和药。这在讲究身体发肤不可毁伤的古代是天大的恩典。李世勣连连叩头直到出血，李世民却说：“朕这么做是为大唐江山，不是为你个人，有什么好谢的？”也不知是李世民的胡须真的灵验，还是李世勣叩头放血吓走了急病，君臣一番秀情谊后，李世勣的急病居然无影无踪了。
还有一次，李世民非要拉着李世勣小酌怡情。酒过三巡后，李世民话风一转开始托孤，说自己遍“求群臣可托孤者，无以逾公！”听了皇帝的酒后真言，李世勣刚上头的酒意全消了，他立刻咬着指头出血发誓一定尽心辅佐少主，然后便醉得不醒人事。李世民忙解下龙袍为他盖在身上。
君臣俩的表演可谓尽皆到家。皇帝对大臣酒后吐真言，大臣感激涕零以至啮指出血。这是忠心的表现。但皇帝毕竟说得是醉话，皇帝当真大臣才当真，皇帝若是醉话大臣也当醉话。李世勣这个仗义疏财的汉子经过一番权谋历练，真是得道成仙了。
后来，李世民总担心儿子太嫩，HOLD不住功高震主的李世勣，居然与儿子一起自编自导了一出更大的戏码，以求试探与拉拢李世勣。李世民在没有任何过错的情况下将李世勣贬为叠州（在今甘肃迭部）都督。李世勣立刻悟出言外之意，接到任命书后，连家都不回就在第一时间上任去了。李治不解，李世民就给儿子开了君王权术的小灶：“你虽然与李世勣关系不错，但对他并无恩谊，他不会真心帮你。如今我贬他，他如果立刻就走，说明他知道我是在考验他，将来等着你施恩于他。如果不走，就是心怀怨望，必须立刻拿下！”皇家的水从来就是这么深，开明如李二也未能免俗。
晚年的李世民心中还有一道坎没翻过去，那就是他姨姥爷、表叔、老爹都没有完成的事业——消灭高句丽，将这头卧在中国后背、择人而噬的毒狼铲除干净。公元644年，李世民借口高句丽权臣泉（渊）盖苏文弑君残民、侵暴邻国，兴兵讨伐。对此，李世勣不仅坚决赞成，而且还用当年李世民放过薛延陀遗祸多年的教训反证，只有消灭高句丽，才能保全边境安宁。
李世民在当年十一月任命李世勣为辽东道行军大总管，领步骑六万及兰、河二州的外族降军进攻辽东。同时，出征的还有平壤道行军大总管张亮走水路进攻平壤。虽然唐军的声势远逊于隋军，但唐军有李世民这尊扫平四方的大神坐镇，又有李世勣等一干老将和薛仁贵等新秀包打前敌，战果可期。
公元645年二月，李世勣的军队就从柳城出发，一路虚张声势，摆出一副要通过怀远镇的假象，成功蒙骗了高句丽人后，出其不意地攻入高句丽。四月，李世勣大军渡过辽河，抵达玄菟。这时，高句丽人才醒过盹来，赶忙闭关自守。不过，随着唐军后续部队相继抵达，唐将张俭直趋建安城，在此大败敌军。十五日，李世勣与副将、江夏王李道宗合攻盖牟城（在今辽宁抚顺），二十六日，唐军陷城。
李世勣随后进至辽东城（在今辽宁辽阳）下。泉盖苏文闻警忙集结重兵来救辽东，李道宗提议以四千精骑攻击四万敌援，众将以为不可，唯有主帅李世勣赞成。唐骑发起冲锋，打得很顺手，不想行军总管张君乂怯战先退，致使局面翻转。不肯轻易放弃的李道宗收拢残军后，登上高处，发现小胜后的高句丽人阵型混乱，立刻纵兵再击。李世勣也同样捕捉到了战机，引兵助攻，大破敌军。
十多天后，李世民也抵达辽东前线，亲率精兵助战，最终攻陷辽东城。六月，李勣又转攻白岩城（在今辽宁岫岩），迫使其城主归降。之后，李世勣参与围攻安市城（在今辽宁海城东南）。
本来，高句丽人也来救援安市，只是被李世民设计前后夹攻，阵斩两万余人，吓得再也不敢来援了。唐军终于可以安心地对付安市了，却不料一向攻无不克的大唐君臣在此遇上了大难题。
首先是李世民过于保守，未能采取李道宗的奇计克敌，非要在坚城之下见个真章，错失了良机。毕竟李世民是皇帝，不再是秦王，这也有情可原。其次安市城主杨万春是个硬点子，虽不容于泉盖苏文（韩国史书上未见杨万春之名，足见泉盖苏文对其怨念之深），却不肯向大唐低头，不仅守城有方，而且善于借势，利用大唐君臣欲克城后坑*全城百姓泄愤激励阖城死守，最终将战事拖延至寒冬，迫使唐军不得不班师回朝。李世勣受命殿后，保证了唐军安然而回。事后，李世民录功封其一个儿子为郡公。
当李世勣的儿子真是幸福，闭门家中坐，公从天上来。当他的女婿就没这福份了。此次辽东之行，李世勣本打算让女婿杜怀恭也跟着上战场刷刷战功，混个好出身。可是一向畏岳父如虎的女婿却以家贫为由推辞。这好办，李世勣立刻给开了张大额支票。哪知杜怀恭又说没钱买马，李世勣忙给送马。杜怀恭见老丈人如此执着，立刻骑马逃入山中，还流着泪对夫人说：“你爹这是要拿我行军法啊！”李世勣看着花容失色的女儿，不无感慨道：“杜郎行为散漫，进入军中怕是难以善终！”随后也不再提及此事。有人就此评价：“英国公是位执法严明的人，杜怀恭也是个聪明人！”
