Giữa thời Vĩnh Huy (650 – 655), Định Phương chuyển làm Tả vệ huân nhất phủ trung lang tướng. Tháng 12 ÂL năm Hiển Khánh đầu tiên (655) , theo Tả vệ đại tướng quân Trình Tri Tiết chinh phạt Sa Bát La khả hãn (tự lập) A Sử Na Hạ Lỗ của hãn quốc Tây Đột Quyết, làm Tiền quân tổng quản. Đến Ưng Sa Xuyên [2], 2 vạn kỵ binh Đột Quyết đến cự, giao chiến với tổng quản Tô Hải Chánh, đôi bên lùi lại, rồi hơn 2 vạn kỵ binh của các bộ lạc Thử Ni Thi tiếp ứng. Ông đang dừng ngựa cách đó một ngọn núi, đi trước Tri Tiết khoảng 10 dặm, thấy bụi mù bốc cao, bèn soái 500 kỵ binh đi đánh, đập tan quân Đột Quyết, đuổi theo 20 dặm, giết hơn 1500 người, bắt 2000 thớt ngựa, xác người ngựa cùng binh khí giáp trượng phơi đầy núi non, không sao đếm xuể. Phó đại tổng quản Vương Văn Độ ghen ghét, đề nghị kết phương trận để tiến quân; lại tuyên bố có thánh chỉ cho phép mình kềm chế Tri Tiết, thu quân không cho ra đánh nữa. Quân Đường ở trong phương trận rất thiếu thốn, ngựa đói chết, người mệt mỏi, mất hết đấu chí. Định Phương cho rằng Tri Tiết làm tướng ở ngoài có thể tự quyết, đòi bắt Văn Độ, nhưng Tri Tiết không nghe. Đến thành Hằng Đốc (hay Đát Đốc) [3], người Đột Quyết ra hàng. Văn Độ cho rằng người Hồ hàng rồi lại phản, đề nghị giết sạch mà chiếm lấy tài sản của họ. Ông phản đối: "Như vậy là làm giặc, nào phải dẹp loạn?" Tri Tiết nghe theo Văn Độ, khi chia tài sản, chỉ có Định Phương không lấy gì. Đường Cao Tông biết chuyện, gọi quân đội trở về, Tri Tiết bị miễn quan làm dân, Văn Độ bị kết tội chết, sau được giảm còn đặc trừ danh .

Năm sau (657), Định Phương đang là Hữu đồn vệ tướng quân , được thăng Hành quân đại tổng quản, lại chinh phạt Hạ Lỗ, lấy Yên Nhiên đô hộ Nhiệm Nhã Tướng, phó đô hộ Tiêu Tự Nghiệp, Tả kiêu vệ tướng quân, Hãn Hải đô đốc, Hồi Hột thủ lĩnh Dược La Cát Bà Nhuận làm phó. Quân Đường từ phía bắc Kim Sơn [4] xuất phát, trước tiên đánh bộ lạc Xử Mộc Côn, đại phá được. Sĩ cân của họ là Lãn Độc Lộc đưa hơn 1 vạn người đến xin hàng, ông phủ dụ rồi lấy 1 ngàn kỵ binh của họ đi cùng, tiến đến bộ lạc Đột Kỵ Thi (Turgesh) ở bờ tây Duệ Hý Hà . Hạ Lỗ soái binh mã của Hồ Lộc Ốc Khuyết xuyết, Nhiếp Xá Đề Thôn xuyết, Thử Ni Thi Xử Bán xuyết, Xử Mộc Côn Khuất Luật xuyết, 5 Nỗ Thất Tất , lên đến 10 vạn người, tấn công quân Đường. Định Phương soái hơn ngàn kỵ binh, hơn bộ binh vạn người Hán, Hồi Hột chống trả, Hạ Lỗ khinh ông ít quân, 4 mặt vây đánh. Định Phương lệnh bộ binh giữ cao điểm trên đồng bằng, tất cả hướng ngọn sóc ra ngoài, tự lãnh kỵ binh Hán bày trận ở phía bắc. Quân Đột Quyết trước hết tiến đánh bộ binh Đường, 3 lần xông vào không được; Định Phương thừa thế tấn công, quân Đột Quyết tan vỡ, quân Đường đuổi theo 30 dặm, giết mấy vạn người ngựa, Hạ Lỗ cùng Xử Mộc Côn Khuyết xuyết đưa khinh kỵ chạy thoát. Hôm sau, ông chỉnh đốn quân đội, tiếp tục tiến lên. Vì thế, 5 Nỗ Thất Tất đến xin hàng, còn Hạ Lỗ chạy lên bắc. 5 Đốt Lục nghe tin, cùng nhau theo Nam đạo đầu hàng A Sử Na Bộ Chân. Định Phương lệnh phó tướng Tiêu Tự Nghiệp, Hồi Hột Bà Nhuận soái binh người Hán, Hồi Hột theo Da La Tư Xuyên [5] đuổi lên bắc, tự mình và Nhiệm Nhã Tướng lãnh quân mới hàng theo sau. Gặp trời đổ tuyết lớn, bộ hạ xin tạm dừng, ông nói: "Giặc cậy tuyết, đang dừng lại nghỉ ngơi; nếu ta không nhân cơ hội này tiến lên, thì chúng sẽ chạy xa, khó lòng bắt được." Bèn xua quân đến Song Hà [6], cùng A Sử Na Di Xạ, Bộ Chân hợp binh; cách nha trướng của Hạ Lỗ ở Kim Nha Sơn [7] trăm dặm, hạ lệnh bày trận tiến lên. Khi ấy Hạ Lỗ đang săn bắn, Định Phương thả quân tấn công, phá nha trướng của ông ta, bắt được mấy vạn người. Hạ Lỗ cùng con trai Hý Vận đưa hơn vạn kỵ binh trong đêm vượt sông Y Lệ [8] bỏ chạy. Định Phương đuổi nà, bắt kịp họ ở sông Toái Diệp [9], Hạ Lỗ một lần nữa đại bại, cùng Hý Vận đưa hơn 10 kỵ binh nhắm hướng thành Tô Đốt thuộc Thạch Quốc [10] mà chạy. Ông sai phó tướng Tiêu Tự Nghiệp và con Di Xạ là Nguyên Sảng đuổi bắt bọn họ, người thành Tô Đốt giao nộp cha con Hạ Lỗ . Sau đó Định Phương tu sửa thành quách, sắp xếp đường sá, xác định cương vực, thăm hỏi người bệnh, thu nhặt người chết, mở mang bờ cõi nhà Đường đến tận Tây Hải. Quân Đường ban sư, Cao Tông lâm hiên , ông mặc nhung phục dắt Hạ Lỗ hiến lên. Nhờ công được thăng Tả kiêu vệ đại tướng quân, phong Hình quốc công, lại phong con là Khánh Tiết làm Vũ Ấp huyện công.