公元639年，西突厥分裂势力乙毗咄陆可汗联合高昌王鞠文泰掠夺商旅，阻断了西域通路。唐太宗发兵讨伐高昌获胜，乙毗咄陆可汗向西逃窜。唐朝在高昌设安西都护府，留重兵镇守。自此，唐王朝控制了西域东部地区。

为了打击乙毗咄陆可汗的残余势力，唐太宗册封乙毗射匮为西突厥可汗。乙毗射匮可汗在讨伐咄陆可汗的过程中，势力逐渐壮大，不愿再臣服于唐，甚至拔刀相向。公元647到648年，唐太宗再次发兵西域，击溃了乙毗射匮可汗的主力，平定了焉耆、龟兹等战略要地。唐朝建立了碎叶、龟兹、于阗、疏勒4个军事重镇，史称“安西四镇”，同时设立隶属安西都护府的瑶池都督府，任命西突厥末主阿史那贺鲁为瑶池都督，统摄原从属于西突厥的十姓部落。至此，唐王朝基本上完成了对西域的统一。

贞观二十三年（649），唐太宗李世民驾崩。阿史那贺鲁借助唐朝赋予他的权力，东征西伐，树立起威名。阿史那贺鲁野心膨胀，率部西遁，占据了咄陆可汗之地，建牙帐于双河（新疆博乐、温泉县一代）及千泉，自立为沙钵罗可汗，西域诸国多有归附。阿史那贺鲁派遣其子咥运围攻庭州，攻陷金岭城和蒲类县，杀掠汉民数千人之多。与之相呼应，龟兹羯猎颠也起兵反叛。两股反叛势力形成合流，严重影响到西域的安宁稳定。

唐永徽二年（651）秋至唐显庆二年（657）冬，唐朝三次派军队进西域讨伐阿史那贺鲁。前两次征讨平叛虽获胜，打击了叛军的嚣张气焰，但并未伤及阿史那贺鲁的筋骨。第三次西征以伊犁河为名，称为“伊丽道行军”，任命右屯卫将军苏定方为主将，并向全国发出招募猛士的诏书，兵出北道。为配合主力军行动，朝廷还派遣西突厥降将前可汗阿史那弥射和前咄陆叶护阿史那步真为流沙道安抚大使，兵出南道，旨在招降。

唐军由天山北麓进军，从果子沟进入伊犁河谷，在今巴彦岱周围与阿史那贺鲁的军队展开激战，苏定方等人身先士卒、奋勇向前，力斩大首领都搭达干等200余人，叛军大败。阿史那贺鲁吓破了胆，纵马逃窜，强渡伊丽河时，兵马溺死者甚众。

初战告捷，第二战事关全局，是决胜之战。

战场在精河县城东一条叫黑山头的丘陵山脉地带，阿史那贺鲁纠集了十姓部落10万兵马气势汹汹来攻，苏定方率唐军及回纥精锐之师一万余人占据黑山头有利地形迎战。阿史那贺鲁见唐军人少，率军将山头团团围住。苏定方毫无惧色，指挥若定，他命令步兵据守南面高地，手持长矛向外成铁桶阵，亲率汉军骑兵列阵于北坡。

阿史那贺鲁下令骑兵冲击唐军的步兵阵地，被唐军杀退；阿史那贺鲁极为震怒，命令发起第二次、第三次冲锋，结果损兵折将，又败退下来。打仗打得是士气，一而鼓，再而衰，三而竭。

唐军同仇敌忾，士气高涨。

苏定方见时机成熟，率领骑兵从北坡像猛虎下山一般直扑叛军阵地，杀得叛军血流成河，丢盔卸甲。阿史那贺鲁吓得魂飞魄散，在亲信保护下逃之夭夭。苏定方人不卸甲、马不离鞍，率军顶着风雪日夜兼程、奋勇追击，直捣黄龙府——阿史那贺鲁设在金牙山的牙帐，俘敌数万。阿史那贺鲁渡过伊犁河，向西逃窜。