裴行儉曾經說過：‘’如果不是精美的筆和墨，褚遂良不會去寫字。如果不選擇筆、墨的好壞而能寫得機靈敏捷的，只有我和虞世南而已。‘’
行儉曰：‘’褚遂良非精筆佳墨，未嘗輒書，不擇筆墨而妍捷者，餘與虞世南耳。‘’
除了字寫得好以外，裴行儉還是個軍事天才，平定了百濟的大將軍蘇定方見到年輕的裴行儉後說：“我用兵的謀略，世上沒有可傳授的人，現在你很合適。‘’於是就把自己用兵的奇術全部傳授給裴行儉，裴行儉也不負蘇定方之厚望，在軍事上取得了斐然的成就。
唐高宗調露元年（679年），朝廷接到密報，突厥的兩個部落阿史那都支及李遮匐與吐蕃勾結，要襲擊唐朝的安西都護府，時間大概定在秋天。唐高宗想先發制人，派兵攻打兩個部落，裴行儉建議說：“現下正好波斯國王去世，陛下可以下旨護送波斯王子回國繼承王位，我軍以護送王子的名義經過突厥轄區，到時候出其不意將他們制伏。”唐高宗認為裴行儉策略很好，拜受他為安撫大食使，護送波斯王子回國。
到了突厥轄區，各部落的酋長都派人來拜見，裴行儉假意跟大家說，如今太熱，要到秋天涼爽一點再出發去波斯。阿史那都支的使者也在覲見大部隊裡面，回去後把情況告訴了阿史那都支，他並沒有起疑心。裴行儉第二天就帶著突厥子弟外出打獵，一直向著都支部方向挺近，幾天時間就距離都支部落十幾裡了，都支聽說後大驚，但是約好反叛的時間還沒到，只能提心吊膽的帶著幾百人去拜見裴行儉，當場就被裴行儉押了起來。
隨後裴行儉又帶著突厥各部去征討李遮匐，半路上抓獲了李遮匐的使者，裴行儉讓使者回去告訴李遮匐，阿史那都支已經被抓，李遮匐聽說後大為惶恐，沒辦法只好主動到裴行儉處認罪。
裴行儉請波斯王子自己回國，他將叛臣們帶回了京城，唐高宗李治為此親自設宴為裴行儉慶功，高興的說：
行儉提孤軍，深入萬里，兵不血刃而叛黨擒夷，可謂文武兼備矣，其兼授二職。
於是，文武全才的裴行儉，被任命為禮部尚書兼檢校右衛大將軍。剛剛上任，突厥突厥阿史德溫傅又造反了，都護蕭嗣業討賊不克，傷亡慘重。唐高宗任命裴行儉為定襄道行軍大總管，領兵三十餘萬去討伐突厥，《舊唐書》稱歎‘’唐世出師之盛，未之有也‘’。
裴行儉在此役中，多次用計，殺的叛軍大敗虧輸，偽可汗阿史那伏念把阿史德溫傅抓起來，一同投降了裴行儉，東突厥殘部盡數被平定，唐軍大獲全勝。
永淳元年（682年），十姓突厥車薄反叛，裴行儉再次被任命為金牙道大總管，可是還沒等出發，便在家中病逝，時年六十四歲。
晚唐詩人杜牧曾評價他說：“周有齊太公，秦有王翦，兩漢有韓信、趙充國、耿恭、虞詡、段熲，魏有司馬懿，吳有周瑜，蜀有諸葛武侯，晉有羊祜、杜公元凱，梁有韋睿，元魏有崔浩，周有韋孝寬，隋有楊素，國朝有李靖、李績、裴行儉、郭元振。如此人者，當此一時，其所出計畫，皆考古校今，奇秘長遠，策先定於內，功後成於外。”
