东突厥处罗可汗次子。少以智勇称于本部，为拓设，建牙于碛北，与颉利可汗子欲谷设分统铁勒诸部。唐初，铁勒诸部反抗东突厥。社尔为薛延陀所败，率众西保可汗浮图城（今新疆吉木萨尔北破城子）。

贞观四年（630），东突厥亡后，他乘西突厥内部纷争，引兵西进，占有西突厥一半之地，自称都布可汗。为薛延陀所败，又畏西突厥逼迫，遂于贞观九年率部归唐，次年被授为左骁卫大将军，娶唐太宗李世民妹衡阳长公主，率领屯兵驻后苑内。十四年，任交河道行军总管，从侯君集平高昌。时诸将皆即受赏，唯社尔奉敕旨后始受，太宗赞赏他慎廉，封毕国公。十九年，从太宗征伐高句丽，临阵屡中流矢，拔去即再进。所部士兵人人奋勇，多建战功。二十一年，任昆丘道行军大总管，与契苾何力、郭孝恪、杨弘礼、李海岸诸将发铁勒13部及突厥骑10万击龟兹，次年擒其王，下5大城，降70余城，并劝说于阗王入朝。近年来西安周边出土多方参与这次行军军将的墓志铭，对于了解昆丘道征伐提供了新的资料。

唐高宗李治即位后，擢拜阿史那社尔右卫大将军。永徽四年（653），加位镇军大将军，六年卒，陪葬昭陵。唐高宗下诏，令筑造冢墓如阿史那社尔征战过的葱山形状，以表彰其所建功勋。