與此同時，阿史那薄布在阿史那欲穀攻擊下，於貞觀十五年（641年）正式投降唐朝。但唐朝沒有幫助他與阿史那欲穀的戰爭。並在641年末，阿史那欲穀的一名將軍將阿史那薄布抓獲，欲穀處死了薄布，統一了分裂的西突厥。阿史那欲穀繼而征服吐火羅，於642年襲擊伊吾——唐朝的伊州，被唐將郭孝恪擊退。同時，阿史那欲穀開始在內部遭到異議，因為據說他攻擊康國和米國獲得的戰利品，拒絕分給他的下屬們。部將泥熟啜擅取俘虜，被阿史那欲穀處死，因此引起部眾怨恨。泥熟啜的部屬在胡祿屋領導下襲擊阿史那欲穀。阿史那欲穀部眾離散，他退守白水胡城（今哈薩克斯坦錫臘姆）。叛軍尋求唐朝援助，唐太宗冊封阿史那莫賀咄的兒子為乙毗射匱可汗。阿史那欲穀看到自己眾叛親離，大勢已去，於是逃往吐火羅。之後幾年，西突厥又被分裂。