李靖这次奇兵迭出，一万精骑趁雾突袭，阵斩突厥军一万余骑，俘虏十多万人，突厥投奔颉利的各部落几乎都未来得及逃走，而保铁山附近的几十万头牛等牲畜全部落入李靖之手，颉利只带了一万多骑仓皇逃出。
此役彻底摧毁了颉利的突厥军主力及突厥部族的有生力量，可以想见，若无大唐在将来支持，东突厥早晚会被西突厥或草原其他强大起来的部族吃掉。
还有一个大收获是此役击毙了李世民下旨命务要拿获的义成公主，这样，虽然颉利逃脱，但功劳也已不小。
李靖在清扫战场后，命令部队继续前进，衔尾追击颉利的逃兵。
颉利一口气逃出五百余里才开始收敛四逃的将领、士兵，仔细清点，也不过一万余人，颉利知道仅余的办法便是逃过碛口，到回纥等部落暂避一时，以待他日东山再起。