599年隋文帝得到奏报，得知突厥意图内犯，于是决定先发制人，派遣四路大军大军出师，其中杨素为灵州道行军总管，从灵州出发。以前与游牧民族交战的时候，通常采用战车、骑兵和步兵相互交叉配合的阵法，并在阵外四周遍设鹿角、蒺藜等物，骑兵在最里面，以防止对方起兵的冲突。杨素对众人言道，“此乃自固之道，非取胜之方也。”，于是抛弃这种落后的战法，命人布置骑兵战阵。
突厥的达头可汗闻之大喜道：“此天赐我也!”，并下马仰天拜谢，随即率十余万精骑直扑隋军。杨素率军奋击，大破突厥骑兵，达头可汗身受重创，狼狈逃走，手下死伤不可胜数，群虏号哭而去。
杨素用兵随机应变，总能把握战机，但驭军严整，有犯军令者立斩，从不宽恕。每次作战前都会寻找士兵的过失，然后杀之。多者百余人，少则十几人。“流血盈前”，而杨素却谈笑自若。两军对阵时，杨素先令一二百人前去迎敌，若取胜就罢了，如不胜而败逃者，无论多少，全部处斩。然后再令二三百人迎敌，如不胜则照杀不误。所以杨素的部下对他极其敬畏，作战时皆抱必死之心，所以战无不胜。但杨素对有功之人“微功必录”，所以杨素虽严厉凶狠，但由于他恩威并施，所以将士都愿意随其征战。
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