第三日，袁天纲、高淑行、薄利特勤向泥敦可汗辞别，率领飞骑离开焉耆城继续西行。往西走一千余里到达龟兹国。
第一步，实施“连环计”之第一计：假颠不痴。
龟兹国国王知晓大唐使臣的到来，国王率领群臣及众僧侣来龟兹城门外迎接，想邀请袁天纲、高淑行、薄利特勤进王宫参加盛宴，但袁天纲与薄利特勤两人因长途跋涉而身体有恙，他们就推辞赴宴，在龟兹城外安营扎寨，准备养病、休整好后再启程。
谁知道次日，龟兹国王得到消息：袁天纲与薄利特勤因风寒病倒了。龟兹国王不敢马虎，他亲自前往唐军营地看望，果然袁天纲与薄利特勤病得下不了床榻，龟兹国王慰问一番后离开。
第二步，实施“连环计”之第二计：暗度陈仓（雪夜袭恶阳岭的翻版）。
晚上，一大队唐军借着月色，人衔枚，马裹蹄，悄悄地离开唐军营地向行疾驰，走在队伍最前列的是袁天纲与薄利特勤。
首先，袁天纲与薄利可汗装病在唐军军营谢客。然后，趁着夜色，袁天纲与薄利特勤率领九百七十飞骑夜袭碎叶城，高淑行率三十飞骑留在唐军营地摆空城计作为疑兵，来迷惑西突厥叛军的斥候（突厥语：探马），唐军营地照样旌旗飘飘、号角连连。
袁天纲与薄利特勤率领九百七十飞骑连夜出发，继续向西行一千余里，经过小沙碛、戈壁滩，来到葱岭北部的凌山南麓下。他们在冰天雪地的凌山中艰难地走了十余日，路上损失了一些马匹物质，终于翻越过凌山。
在凌山北麓下，袁天纲与薄利特勤未见到欲谷设与俟利发的一兵一卒，都大喜过望。薄利特勤对袁天纲说道：“袁尊使，您的明修栈道、暗度陈仓之计甚妙！欲谷设与俟利发现在还以为我们在龟兹国养病呢，不知道我们已经摸到他们的家门口了。”
袁天纲微笑着说：“我最担忧的是：欲谷设与俟利发，如果趁我方翻越凌山已是疲惫之师、立足不稳之机，在此处驻守一支千余人军队的话，我们怕是会束手就擒！” 说完，两人哈哈大笑！
袁天纲命令队伍不得休整，急行军向碎叶城进发。唐军往西北走了五百余里，翌日清晨，他们终于到达了距离碎叶城外的楚河河谷。
第三步，实施“连环计”之第三计：背水之战。
袁天纲命令薄利特勤率领四百七十飞骑从楚河上游偷渡，急行军去偷袭碎叶城与城外羯丹山下的王庭。袁天纲率领剩下的五百飞骑，旌旗招展、大摇大摆地渡过楚河，然后在楚河边安营扎寨，饱餐一顿后就列阵以待，反客为主、以逸待劳地等候着欲谷设与俟利发的进攻。
羯丹山下，碎叶城王庭。欲谷设与俟利发正在王庭里安然酣睡。
早在袁天纲率唐军到达焉耆城时，他们就派出斥候密切跟踪唐军的动向。当唐军到达龟兹国时，他们得到斥候来报：袁天纲与薄利特勤遇风寒病倒了，正在龟兹城外军营里养病。于是，他们就放松了警惕，在王庭里夜夜笙箫、饮酒作乐。
今日清晨，他们突闻唐军如天兵天将般翻越葱岭北部凌山，已经在楚河边安营扎寨了，当时就慌乱一团，欲谷设率领一万八千突厥军队，倾巢而出杀向楚河唐军营地；俟利发率领二千突厥军队分别守卫碎叶城与羯丹山王庭。
欲谷设率突厥军队杀到楚河边，看到唐军仅有五百余人，不由地轻蔑地对身边的突厥将士们说：“唐军的兵力很少，长途跋涉万里来到楚河已是精疲力尽，而且唐军背水而战，犯了兵家大忌！这次我们要弯刀出鞘，杀尽这些唐军，活捉薄利特勤！” 他身边的突厥将士们一听就热血沸腾、跃跃欲试。
此刻，欲谷设拔出弯刀，指向唐军军营，大喊道：突厥的曳落河们，骑着你们的快马，拔出你们的弯弓，跟我冲锋，活捉薄利特勤有重赏！” 说完，战鼓声声、号角连连，一万八千突厥骑兵紧随着欲谷设杀向唐军。
袁天纲看到突厥骑兵冲过来了，骑着战马，手举着薄利特勤赠送的突厥弯刀久久不落下，唐军飞骑们都手握弯弓搭箭，引而不发。待突厥骑兵跑到距离唐军仅一百五十步以内时，袁天纲立即命令：“放箭！”。于是，唐军飞骑纷纷向冲过来的突厥骑兵放箭，只听到“嗖！嗖！” 跑在前列的突厥骑兵纷纷中箭坠马，但是，彪悍的突厥骑兵仍前仆后继地继续往前冲。
突厥骑兵距离唐军还有一百步、八十步、五十步，袁天纲厉声命令：“冲锋！” 于是大唐飞骑们丢弃弯弓、手持唐横刀，嗷嗷叫地向突厥骑兵进行反冲锋。两军相遇，钢刀的磕碰声、人马的厮杀声，混成一片，双方不断地有人中刃坠马，鲜血撒在草原上。
约摸拼杀了一个多时辰，由于唐军人数处于绝对劣势，人数逐渐减少至二百余飞骑，力量渐渐不支，向楚河边打边撤，慢慢地被突厥人三面包围。袁天纲在楚河边看到唐军已经撤无可撤，再撤退就要被赶进楚河喂鱼了，于是大呼：“大唐的勇士，我们不能再撤了，与其退而屈辱横死，不如向前而生！杀啊！” 大唐飞骑们听闻，如打鸡血一般停止撤退，杀红眼般拼命地向蜂拥而至的突厥人反冲锋。
突厥人看到唐军这样不怕死的反冲锋，也有些胆怯了，竟然被处于绝对劣势的唐军打成胶合状态。这时，突然有一突厥骑兵喊道：“碎叶城破了！” 突厥人纷纷回头望碎叶城，发现城墙上的突厥旌旗不见了，全部换成了唐军旌旗。顿时，突厥军队顿时军心动摇，如土崩般瓦解，纷纷回援碎叶城，因为碎叶城里有他们的家眷。
袁天纲看到突厥军队乱了，立刻指挥大唐飞骑跟随在突厥军队后面一顿猛杀、猛打、猛追！一直追到碎叶城下。这时碎叶城上已经被薄利特勤率领的二百飞骑占领，城上遍布唐军旌旗。
原来，袁天纲率领的五百飞骑沿着河岸背水摆开阵势。背水历来是兵家绝地，一旦背水，非死不可。欲谷设看到唐军的背水列阵，大笑袁天纲不懂兵法，不留退路，自取灭亡。
然而，袁天纲派薄利特勤率领四百七十余飞骑，每人拿一面唐军旌旗，从楚河上游偷渡，趁着欲谷设率突厥军队离开碎叶城，薄利特勤率队悄悄地摸进碎叶城，以迅而不及掩耳之势俘虏了守城的一千突厥人，城墙上全部换上唐军的旌旗；然后薄利特勤留下二百飞骑守城，分兵二百七十飞骑直捣城外羯丹山下的王庭。等到了王庭，俟利发率领一千突厥人正在等候楚河前线欲谷设的消息，被薄利特勤偷袭成功，留守王庭的一千突厥人被杀得作鸟兽散，俟利发也被俘虏。
欲谷设率领着残兵败将困于碎叶城下而不能进城，眼见着袁天纲率领的唐军杀过来，再不撤就要被反包围了，于是又慌不择路地向羯丹山的王庭撤退，结果在那又被唐军两面夹击，突厥军队大败，纷纷束手就擒。欲谷设看到此情形，也顾不得难友俟利发了，带上数百突厥亲卫策马往羯丹山里逃跑。袁天纲曾在西突厥王庭肆叶护可汗的盛宴上见过欲谷设，见他想溜，于是毫不犹豫地举起猎枪，冲着他逃跑的方向就是一枪，一下子射中他的马，他一个倒栽葱扑倒在地，冲上来的飞骑准备俘虏欲谷设时，其一突厥亲卫将自己的马送给他，他骑上马逃之夭夭。