开皇九年(589),隋廷挥师江南之际，塞北东西突厥之间正连兵不已，东突厥都兰可汗继承其父沙钵略、叔父处罗侯的遗业，继续向西征讨，企图统一东西突厥。西突厥达头可汗因这时还受波斯大军攻略，难以两面应付，只好对东线采取守势，而全力向西对付波斯。因此，都兰的西征一度取得重大胜利，其前锋推进到高昌、于阗一线。均势的打破，意味着对隋朝的不利。
开皇十七年(597),东西突厥达头、都兰两大势力再次合为一体，达头可汗进入漠北，成为突厥大可汗，都兰则沦为他麾下的小可汗，二人连兵大规模侵袭隋边境。至此，隋廷与突厥的大规模战事重新开始了。是年正是封泰山的第二年，突厥达头可汗已在漠南与隋朝朔州总管赵仲卿交兵，双方在族蠡山大战七日，突厥败去，降者万余家。
东北方面，附属于突厥的契丹、奚也在都兰可汗的煽动下蠢蠢欲动。开皇十七年(597),又出现高句丽国王高元率靺鞨之众万余人入寇辽西之事，因此，隋王朝北部边疆出现了全面紧张的局势。二月，隋文帝命刚上任不久的并州总管汉王杨谅和王世积二人为行军元帅，左仆射高颍为汉王长史，发水陆三十万大军，大举征伐高句丽。隋马军总管为李景，水军总管为周罗联，这是自灭陈战役结束后隋出兵最多的一次，宰相高颍虽又挂名汉王长史，但仍是实际统帅，他曾向隋文帝“固谏”,认为不可轻易举兵，但隋文帝没有接受他的建议。六月，汉王杨谅军由陆路师出临渝关(今河北抚宁),到达辽水，行军总管元褒从杨谅到达了柳城(今辽宁朝阳)。结果遇“霜潦疾疫”,士兵在大雨天饥寒得病， “王师不振”。水路周罗联军自东莱(治今山东掖县)趋平壤，也遇大风，船多漂没。九月，隋军不得不罢兵回师，此次用兵伤亡惨重，这是隋建国以来打的第一次大败仗，也是后来隋炀帝反复再三征讨高句丽的先声。
高句丽国王高元虽因天时地利击退隋军，却惶惧万分，遣使谢罪，上表称“辽东粪土臣元”。隋文帝也没有恼羞成怒一再动武，而是待之如初，恢复了和平朝贡关系。
伐辽失败时，汉王杨谅年幼，隋文帝“专委军”于高频，和当年灭陈以晋王杨广为名誉统帅，实权操之于元帅长史高颍的情况完全一样。不同的是灭陈之役高颖是促进派，长年准备，有取胜把握，而这次征伐高句丽则事起仓促，缺乏战前准备，高颖初以为不便行，但被任为元帅长史负起统率全军的实际责任后又义无反顾。高颍心怀至公，因而隋文帝寄予厚望，也就没有自避嫌疑，但他却又一次没有处理好和皇子的关系，对杨谅所言，“多不用”,引起汉王衔恨。兵败回京后，杨谅竟向母后独孤氏哭诉： “儿幸免高颖所杀。”独孤氏更是把失败的责任推给高颖，对隋文帝说：“颖初不欲行，陛下强遣之，妾固知其无功矣。”隋文帝听后也愤愤不平，自此后对高颖的信用大打折扣。初出茅庐的汉王杨谅也蒙受了败将之名，这些都对杨广有利。
自此以后，隋文帝转而任用年长的皇子，开皇十八年(598),隋文帝诏蜀王杨秀出灵州道进击突厥。在任高颖统军的同时，也任用杨素。开皇十九年(599),染干可汗向长孙晟报告，都兰制作攻城战具，将进攻大同城，隋文帝又遣汉王杨谅为元帅，左仆射高颖率将军王答、上柱国赵仲卿并出朔州(治今山西朔县)道，右仆射杨素率柱国李彻、韩僧寿出灵州(治今宁夏灵武),上柱国燕荣出幽州(治今北京市), “发六总管，并取汉王节度”,分道出塞以讨突厥。
都兰大惧，遂引来达头大军，合力掩杀染干，双方大战于长城之下。由于担任总指挥的汉王杨谅“竟不临戎”,没有亲临前线，隋军没有赶到，染干大败，部落散亡，其兄弟子侄尽被都兰杀死。染干与长孙晟仅率五骑乘夜南走，渡河入蔚州(治今山西灵丘),收得散败数百骑，遂率部悉入隋境，于四月来到长安。时都兰之弟郁速六也因内部矛盾弃妻子部众投奔长安，隋文帝大喜过望，赐予大量珍宝，以示抚慰，并任长孙晟为左勋卫尉骑将军，持节护突厥。
这时高颖、杨素率军在塞外与突厥达头、都兰大军激战，隋出动了全部精锐，其中蜀王杨秀的司马行军总管段文振遇达头可汗于沃野(今内蒙古河套地区),曾挫败达头军。史万岁也与达头接战，结果突厥大败，达头可汗受重创逃遁。另一路高颍也击破突厥都兰可汗，突厥于是败退。
开皇十九年(599)十月甲午(初二),隋文帝拜染干为意利珍豆启民可汗，其意为“意智健”。启民上表谢恩： “臣既蒙竖立，复改官名，昔日奸心，今悉除去，奉事至尊，不敢违法。”隋文帝于是令长孙晟率兵五万，于朔州筑大利城(今内蒙古清水河县),安置启民及其部属。这时安义公主已死于战乱，隋文帝又以宗女义成公主下嫁启民可汗，派散骑常侍柳謇之和将军杨纪、李景送到启民帐中。启民感激万分，穷其所有，赠给隋和亲使柳謇之等大批马匹和杂物。
但都兰可汗仍侵略不已，启民势弱难以抵抗。长孙晟奏请将启民所部徙五原，黄河以南夏州、胜州之间(今陕西靖边县及内蒙古准噶尔旗一带),以河为固，发徒“掘横堑”数百里，东西至河，南北四百里，尽为启民畜牧之地。
又派朔州总管赵仲卿屯兵两万保护启民。督徒筑金河(故址在今内蒙古呼和浩特市南)、定襄(今山西大同市南旧怀仁县西南)二城，让启民居住，加强了对启民的保护。
开皇十九年(599)年底，隋文帝又发兵数万，兵分几路合击都兰。师未出塞，十二月乙未(初四),都兰可汗竟被其部下所杀，于是，境内大乱，部众纷纷投归启民。都兰可汗死后，达头自称步迦可汗，统领东西突厥全境，继续与隋为敌，从碛东进攻启民，并南下侵扰隋边境，但其势已弱，内部分崩，已是强弩之末没有什么大的威胁。
历史又一次给杨广以成就功名的机会，就在突厥已趋崩溃之时，隋文帝调晋王杨广参加了对突厥的反击战。开皇二十年(600)夏四月壬戌(初四),突厥步迦可汗南下犯塞，隋文帝令晋王杨广为行军元帅，出师反击。这是一次大规模的反击战，隋军分数路出击，晋王杨广与杨素出灵武道(今宁夏灵武),汉王杨谅与史万岁出马邑道(今山西朔县)。晋王杨广实际上仍是挂名的空头元帅，他和汉王杨谅各统一军，实际统帅是杨素和史万岁。随杨广出击的有左领军将军史祥。大军来到黄河边，杨广设祭，祭祀轩辕黄帝。晋王率军继续北进，步迦可汗逃走，晋王没有遇到强劲敌手。时长孙晟率突厥降人为秦州行军总管，受晋王杨广节度，长孙晟在突厥人饮水的小河溪上流下毒，使下游饮此水的突厥人畜多死，突厥人不知缘故，十分畏惧，说“天雨恶水，甚亡我乎!”于是连夜逃跑，长孙晟乘势追击，歼敌千余人。
出马邑道的汉王杨谅军在名将史万岁统领下，率柱国张定和、大将军李药王、杨义臣等出塞，至大斤山，与突厥相遇。步迦可汗得知是名将史万岁，未战先退，史万岁率军穷追数百里，追上后纵兵横击，斩首数千级，又向北追逐数百里，取得重大胜利。但杨素妒忌史万岁的战功，竟向隋文帝奏报说： “步迦可汗本要投降，起初不想为寇，只想于塞上畜牧。”因此，史万岁的战功竟被抹杀，史万岁几次上表陈述，但隋文帝没有领悟。
后步迦可汗又遣俟利伐从碛东攻启民，隋文帝又发兵助启民据守要路，俟利伐只好退回，启民可汗向隋文帝上表陈谢： “大隋圣人莫缘可汗(文帝),怜养百姓，如天无不覆也，如地无不载也，诸姓蒙威恩，赤心归服，并将部落投圣人可汗来也。或南入长城，或住白道，人民羊马，遍满山谷。染干譬如枯木重起枝叶，枯骨重生皮肉，千万世长与大隋典羊马也。”突厥启民可汗至此已死心塌地臣服于隋廷，隋文帝因而被尊称为“圣人可汗”。
隋文帝君臣将帅对突厥采取和战相间，和亲与离间并行的战略，变被动为主动，终于取得了巨大胜利，制伏了突厥。
对突厥反击作战的胜利主要应归功于隋文帝、长孙晟、高颖、杨素、史万岁等君臣将帅，晋王杨广在其中并没有什么建树，也没有什么功劳。但他参加了对突厥的最后一击，也没有犯什么差错。因为他身为皇子，所以“北破突厥”的声名又加到了他头上，较之小弟杨谅征辽失败，更显出了他的威名。真可谓不费工夫，坐收名利，使他声名籍甚，冠于诸王。
出塞对突厥反击作战的将帅也留下了描述塞北和战争的瑰丽诗篇，特别是领兵统帅杨素，能文能武，作有《出塞二首》,并与薛道衡、虞世基相唱和。《出塞》是当时诗人最常歌咏的主题，晋王杨广出塞参加了反击突厥作战，他写了两首反映边塞的诗，题《锦石祷流黄》二首：
(一)
汉使出燕然，愁闲夜不眠。
易制残灯下，鸣砧秋月前。
(二)
今夜长城下，云昏月应暗。
谁见娼楼前，心悲不成惨。
令人惊奇的是，杨广所述竟是征人思妇两地相思之事，其辞凄楚动人，委婉曲折，亦当为上乘之作。
边塞征战烽火连天，青年杨广渴望建功立业，血战沙场。但他年轻的心和壮志长期受到了压抑，他并不能随心所欲指麾千军万马，事事处处要听命于父皇，甚至要听父皇指派的实际统帅的命令。每次征战，他只能当名誉统帅。杨广于心不服，所以写相思诗寄托情思。两首相思诗照见的是杨广长期受压制、深深刺痛的血淋淋的心。此时杨广所思不在塞北，而是朝廷，他眼睛直盯着最高皇权，一旦他获得皇位，真的能指挥千军万马，他将写出更加豪迈的边塞诗。