当时，东北营州的东突厥逐渐强盛，常常入侵骚扰，攻城掠地，搅得边疆百姓无法正常生活、生产，成为威胁唐朝边疆的大患。圣历元年)六月，武则天根据后突厥可汗阿史那默啜的请求，命令淮阳王武延秀等人进入突厥，纳默啜的女儿为妃。但默啜以突厥世受唐恩，其女要嫁于李氏为理由，拘留了武延秀，并派出十万骑兵进袭静难)、平狄)、清夷)等。随后默啜列举了武则天的各种罪状，借口”，计划攻取河北。

圣历元年八月，武则天发兵三路：司属卿武重规为天兵中道大总管、右武威卫将军沙吒忠义为天兵西道前军总管、张仁愿为天兵东道总管，率军三十万讨伐突厥。同时还有左羽林卫大将军阎敬容为天兵西道后军总管，率兵十五万为后援。默啜得知唐大军出动，便将所掠夺的赵、定等州男女万余人全部杀死，经过五回道)北还。沙吒忠义等将领都不敢引兵追击，唯独张仁愿果断率所部进行截击，交战中他的手被敌人射中，血流不止。他毫不畏惧，坚持指挥，大败突厥军队。武则天闻讯后，立即派人前去慰问，并赐药为他疗伤。不久，张仁愿被升迁为并州)大都督长史，后又迁为幽州刺史。