裴行俭曾经说过:"如果不是精美的笔和墨，褚遂良不会去写字。如果不选择笔、墨的好坏而能写得机灵敏捷的，只有我和虞世南而已。"
行俭曰："褚遂良非精笔佳墨，未尝辄书，不择笔墨而妍捷者，余与虞世南耳。"
除了字写得好以外，裴行俭还是个军事天才，平定了百济的大将军苏定方见到年轻的裴行俭后说：“我用兵的谋略，世上没有可传授的人，现在你很合适。"于是就把自己用兵的奇术全部传授给裴行俭，裴行俭也不负苏定方之厚望，在军事上取得了斐然的成就。
唐高宗调露元年(679年)，朝廷接到密报，突厥的两个部落阿史那都支及李遮匐与吐蕃勾结，要袭击唐朝的安西都护府，时间大概定在秋天。唐高宗想先发制人，派兵攻打两个部落，裴行俭建议说：“现下正好波斯国王去世，陛下可以下旨护送波斯王子回国继承王位，我军以护送王子的名义经过突厥辖区，到时候出其不意将他们制伏。”唐高宗认为裴行俭策略很好，拜受他为安抚大食使，护送波斯王子回国。
到了突厥辖区，各部落的酋长都派人来拜见，裴行俭假意跟大家说，如今太热，要到秋天凉爽一点再出发去波斯。阿史那都支的使者也在觐见大部队里面，回去后把情况告诉了阿史那都支，他并没有起疑心。裴行俭第二天就带着突厥子弟外出打猎，一直向着都支部方向挺近，几天时间就距离都支部落十几里了，都支听说后大惊，但是约好反叛的时间还没到，只能提心吊胆的带着几百人去拜见裴行俭，当场就被裴行俭押了起来。
随后裴行俭又带着突厥各部去征讨李遮匐，半路上抓获了李遮匐的使者，裴行俭让使者回去告诉李遮匐，阿史那都支已经被抓，李遮匐听说后大为惶恐，没办法只好主动到裴行俭处认罪。
裴行俭请波斯王子自己回国，他将叛臣们带回了京城，唐高宗李治为此亲自设宴为裴行俭庆功，高兴的说：
行俭提孤军，深入万里，兵不血刃而叛党擒夷，可谓文武兼备矣，其兼授二职。
于是，文武全才的裴行俭，被任命为礼部尚书兼检校右卫大将军。刚刚上任，突厥突厥阿史德温傅又造反了，都护萧嗣业讨贼不克，伤亡惨重。唐高宗任命裴行俭为定襄道行军大总管，领兵三十余万去讨伐突厥，《旧唐书》称叹"唐世出师之盛，未之有也"。
裴行俭在此役中，多次用计，杀的叛军大败亏输，伪可汗阿史那伏念把阿史德温傅抓起来，一同投降了裴行俭，东突厥残部尽数被平定，唐军大获全胜。
永淳元年(682年)，十姓突厥车薄反叛，裴行俭再次被任命为金牙道大总管，可是还没等出发，便在家中病逝，时年六十四岁。
晚唐诗人杜牧曾评价他说：“周有齐太公，秦有王翦，两汉有韩信、赵充国、耿恭、虞诩、段颎，魏有司马懿，吴有周瑜，蜀有诸葛武侯，晋有羊祜、杜公元凯，梁有韦睿，元魏有崔浩，周有韦孝宽，隋有杨素，国朝有李靖、李绩、裴行俭、郭元振。如此人者，当此一时，其所出计画，皆考古校今，奇秘长远，策先定於内，功后成於外。”
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