袁天纲点了点头。说道：“那今晚我们就给阿史那步真摆一个空营计。” 于是，袁天纲将唐军兵分四队，埋伏在营帐四周，只留一个空营寨。
这天夜里，月光暗淡。突然，有一大队人马杀进军营，原来是阿史那步真倾巢而出，率领五千突厥兵冲进唐军的营寨，结果唐军的营寨里空荡荡的，阿史那步真大叫：“不好，有埋伏！” 急令军队撤退。只见火光四起，唐军从营寨四面杀出来，先用火箭齐射，然后再骑马飞奔到突厥人面前一阵狂砍。阿史那步真急忙率领军队往营寨外撤退，袁天纲骑马率领唐军从正面杀来，唐军齐声喊道：“阿史那步真，赶快投降！”
阿史那步真不敢恋战，率领军队扭头逃窜，同俄特勤率领着一队唐军拦住他们，又是一阵猛砍。阿史那步真率领残军赶紧从北边逃窜，又被高淑行率领的一队唐军一阵猛杀，就这样阿史那步真他们被唐军团团围住，只能杀出条血路，带着数百残兵败将突围而逃，想投奔高昌城，但高昌城城门紧闭，原来是高昌王麴文泰想两边不得罪，作壁上观，他在高昌城箭楼上看到阿史那步真被唐军杀得大败，不敢开城门营救。于是阿史那步真带着数百残军便慌不择路地逃窜而去。
袁天纲打扫了战场，唐军损失数百人，而阿史那步真的五千突厥兵，被杀死的有一千余人，逃窜的有数百人，剩余的三千余人全部投降，其中大多数原来是泥敦可汗的人马，一看是同俄特勤归来，都心甘情愿地归顺同俄特勤。
三日后清晨，袁天纲率领着一千多飞骑、同俄特勤率领着刚归顺的三千余突厥兵，合计约四千余人整装而发，在路过高昌东城时，袁天纲命人将一封信射到东城箭楼上，在信中对麴文泰晓喻祸福，不要朝秦暮楚。麴文泰看着信就心惊胆寒，窝在城里不敢露面。
经过八日的行军，袁天纲来到焉耆城外，城外欲故设所率领的突厥军队早就看到逃回来的阿史那步真的残兵败将，已是惊弓之鸟，见到唐军就一触即溃。焉耆城之围遂解。
焉耆城内的原泥敦可汗的军队们兴高采烈地迎接袁天纲、同俄特勤进城。尤其是同俄特勤原手下的突厥狼卫们见到他，更是欢欣鼓舞。
三日后，举行隆重的同俄特勤即可汗位仪式，袁天纲宣读天可汗李世民颁发的国书，册封同俄特勤为沙钵罗咥利失可汗。
七日后，等局势稍稍稳定下来，袁天纲率领唐军洒泪辞别沙钵罗咥利失可汗，离开焉耆城东归。
贞观八年（公元634年）十二月初三，袁天纲刚回到长安，李世民大喜，进封袁天纲为鸿胪寺丞，赐从六品深绿官服。
同时，袁天纲听闻朝堂上正在激烈地讨论一件大事：大唐帝国准备征讨吐谷浑。
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